DE19904003A1 - Zweitaktmotor - Google Patents

Abstract

Hauptbestandteile des als Flachmotor ausgebildeten Zweitaktmotors ventilgesteuert mit gegenläufigen Kolben (5) mit nur einem außen belüfteten Kurbelgehäuse (1), zwei an gegenüberliegenden Seiten des Kurbelgehäuses (1) angebrachte, druckfest abgedichtete und auf einer versetzten Achse angeordnete Zylinder (4) mit Motorkolben (5), die über eine Schubstange (6) und einer Kurbelschleife (3) auf die Kurbelwelle (2) wirken, sowie zwei am Kurbelgehäuse (1) druckfest angebrachte Schubstangenführungen (6), die zusammen mit dem inneren Abschnitt der Zylinder (4) und den als Hohlkolben ausgebildeten Motorkolben (5) jeweils eine Ladekammer (11) bilden, die Zylinder (4) weisen im Zylinderfuß jeweils mindestens einen Einlaßkanal (14) mit mindestens einem Flatterventil (15) auf für die Frischluftzufuhr der Ladeluft, einem Auslaßkanal (12) mit mindestens einem Flatterventil (15), um die vorkomprimierte Ladeluft über die Überströmleitung (10) und die Einlaßventile (9) im Motorkolben (5A) in den Brennraum zu führen, und einem gegenläufigen Motorkolben (5B) mit eingelassenem Auslaßkanal (12) mit mindestens einem Auslaßventil (8) für das Abgas.

Description

Die Erfindung betrifft Zweitaktmotoren mit Ventilsteuerung die als Flachmotoren ausgebildet sind, gegenläufige Kolben haben und ein Kurbelschleifengetriebe aufweisen (US 5 327 863) Zweitaktmotoren leiden unter dem Überfahren der Ein- und Auslaßschlitze des Kolbens und der Kolbenringe, was in Höhe der Schlitze zu Auswaschungen in der Zylinderwand führt und somit zur Zerstörung der Kolbenringe führt, was aber auch auf mangelhafte Kolbenschmierung zurückzuführen ist, da der Ölfilm bei dem Überfahren der Schlitze abgestreift und somit zerstört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Zweitaktmotor zu entwickeln der sich durch eine optimale Kolbenschmierung und eine optimale Zylinderspülung, sowie durch eine geschlossene Zylinderwand ohne Ein- und Auslaßschlitze wobei der Kolben ohne Zylinderberührung läuft auszeichnet und die Kolben gegenläufig zueinander in einem gemeinsamen Zylinder einen gemeinsamen Verdichtungsraum bilden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Zweitaktmotor mit den Merkmalen des Patent­ anspruchs 1.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Aufbau und Wirkungsweise das erfindungsgemäßen Zweitaktmotors sind nachstehend anhand der schematischen Fig. 1a und 1b erläutert.

Hauptbestandteil des als Flachmotor ausgebildeten Zweitaktmotors 1 nach den Fig. 1a-1b, sind ein belüftetes Kurbelgehäuse 1, zwei an gegenüberliegenden Seiten des Kurbelgehäuses 1 angebrachte druckfest abgedichtete und auf einer Achse angeordnete Zylinder 4-4 mit Motorkolben 5 die über Schubstangen 6-6, und ein gemeinsames Schubstangenlager 7 über die Kurbelschleife 3 auf die Kurbelwelle 2 übertragen wird, zwei am Kurbelgehäuse 1 druckfest angebrachte Schubstangenführungen 7 sorgen für die Abdichtung zwischen Kurbelgehäuse 1 und Zylinder 4, und den als Hohlkolben ausgebildeten Motorkolben 5 jeweils eine Ladekammer 11 zum Vorver­ dichten der Verbrennungsluft bilden, jeweils an einem Einlaßkanal 14, mit einem Flatterventil 15, im Zylinderfuß, Überströmkanal mit Überströmleitung 10 und einem Flatterventil 15, für die vorkomprimierte Ladeluft, die zu den Einlaßventilen 9 führt, einem Motorkolben 5, mit mindestens einem Auslaßventil 8, zum Entleeren der Abgase und mindestens einem Auslaßkanal 12 im Motorkolben, und mindestens einem Auspuffkanal 13 in der Zylinderwand 4 für die Abgase.

Die Schubstangenführungen 7 sind konisch ausgebildet und die Innenwand der Motorkolben 5, weist ebenfalls eine konische Form auf die Schubstangenführungen 7, dienen ebenfalls dem Motorkolben 5b, als Druckwiderlager für das Öffnen der Auslaßventile 8, beim Abwärtshub ca. 10-15 mm, vor dem unteren Totpunkt zur Entleerung der Abgase. Der gleiche Vorgang vollzieht sich bei dem aussen­ liegenden Motorkolben 5a wobei sich beim Aufsetzen der Einlassventile 9, auf das Widerlager 21 die Einlassventile 9 öffnen.

Die Motorkolben 5 werden über eine umlaufende Ringnut 18 in der Zylinderwand 4 mit Öl geschmiert, wobei die Ringnut 18 über eine Zuleitung 17 an die nicht dargestellte Ölpumpe eines Ölkreislaufs sowie eine Rückleitung 16 an die Ölwanne des Zweitaktmotors angeschlossen ist.

Die Ventilschäfte der Ein- und Auslaßventile (9 + 8) werden ebenfalls durch den Ölkreislauf durch eine kapillare Bohrung (25) in der Schubstange (5) geschmiert.

Beiderseits der Ringnut 18 für die Kolbenschmierung sind in die Zylinderwand 4 zwei Ölabstreifringe 20 eingesetzt, ebenfalls in umlaufende Ringnut sind in die Zylinderwand 4 zwei Kolbenringe 19 oberhalb der Ölabstreifringe 20 zur Abdichtung des Brennraums und ein Kolbenring 19 unterhalb der Ölabstreifringe 20 zur Abdichtung der Ladekammer 11 in die Zylinderwand 4 eingesetzt.

Die Arbeitsweise des mit Otto- oder Dieselkraftstoff ohne Zusatz von Öl betriebenen Zweitaktmotors geht aus den Fig. 1a-1b hervor.

In der Darstellung nach Fig. 1b befindet sich der linke Motorkolben 5a des linken Zylinders 4 in der oberen Totpunktlage gegenläufig zum linken Motorkolben 5b der ebenfalls in der oberen Totpunktlage ist und beide Kolbenböden gegeneinander den Verdichtungsraum bilden, während unterhalb der beiden Motor­ kolben 4 über das Flatterventil 15 im Einlasskanal 14 Frischluft angesaugt wird.

Währenddessen sich die beiden rechten Motorkolben 4a+b in der unteren Totpunktlage befinden wird die in der Ladekammer 11 vorverdichtete Frischluft über das Flatterventil 15 die Überströmleitung 10 und die geöffneten Einlassventile 9 in den Zylinder 4 gedrückt, während über das geöffnete Auslaßventil 8 das Abgas entweicht und der gemeinsame Zylinder 4 gespült und aufgeladen wird. Die Schubstangen 6 sind in Motorkolben 5a in den Kolbenbogen eingelassen während sie im Motorkolben 5b im Kolbenschaft eingelassen ist wobei die Gegenseite der Schubstangen 6 im Kurbelgehäuse 1 über Kurbelschleifen 3 mit zwei um 180° versetzte Kurbelkröpfungen die Gegenläufigkeit der Motorkolben 5a und 5b bewirkt. Viele dieser Abläufe, Darstellungen und Funktionen sind bereits aus meinem Patent Nr. 196 17 207 bekannt und beruhen auf der Basis des Kurbelschleifengetriebes, der Kolbenschmierung, der Kolbenringanordnung im Zylinder und des glattwandigen Kolbens.

Bezugszeichenliste

1

Kurbelgehäuse

2

Kurbelwelle

3

Kurbelschleife

4

Zylinder

5

Motorkolben

6

Schubstange

7

Schubstangenführung

8

Auslassventil

9

Einlassventil

10

Überströmleitung

11

Ladekammer

12

Auslasskanal

13

Auspuffkanal

14

Einlasskanal

15

Flatterventil

16

Ölrückleitung

17

Ölzuleitung

18

Ringnut

19

Kolbenring

20

Ölabstreifring

21

Widerlager

25

Bohrung

Claims (13)

1. Zweitaktmotor - ventilgesteuert mit gegenläufigen Motorkolben (5), gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Flachmotor und als stehender Motor, mit nur einem Kurbelgehäuse (1), zwei an gegenüberliegenden Seiten des Kurbelgehäuses (1) angebrachten, druckfest abgedichteten und koaxial angeordneten in sich selbst versetzten Zylindern (4) mit Motorkolben (5A) und (5B) die über Schubstangen (6) und Kurbelschleife (3) gegeneinander auf die Kurbelwelle (2) wirken, am Kurbelgehäuse (1) druckfest angebrachte Schubstangenführungen (7) die zusammen mit dem inneren Abschnitt der Zylinder (4) und den als Hohlkolben ausgebildeten Motorkolben (5) jeweils eine Ladekammer (11) zum verdichten der Ladeluft bilden, jeweils einem Einlaßkanal (14) mit mindestens einem Flatterventil (15) im Zylinderfuß für die Frischluft je einer Ladekammer (11) mit mindestens einem Flatterventil (15) in der Überströmleitung (10) um die vorkomprimierte Ladeluft über die Überströmleitung (10) und die Einlaßventile (9) die im Kolbenboden des glattwandigen Motorkolbens (5A) eingelassen sind, in den Brennraum zu fördern, einem ebenfalls glattwandigen gegenläufigen Motorkolben (5) mit mindestens einem Auslaßventil (8) und einem Auslaßkanal (12) im Kolbenschaft um die Abgase über den Auspuffkanal (13) zu leiten, wobei die Auslaßventile (8) zum Öffnen auf die Schubstangenführungen (7) und die Einlaßventile (9) zum Öffnen auf die Widerlager aufsetzen, einer Kolbenschmierung durch umlaufende Ringnut (18), jeweils einem Ölabstreifring (20) oberhalb und unterhalb der Ringnut (18), zwei Kolbenringe (19) oberhalb der Ölabstreifringe (20) und ein Kolbenring (19) unterhalb der Ölabstreifringe (20) in der Zylinderwand (4) zum abdichten der Ladekammer (11).

2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1-2, gekennzeichnet durch eine Ölschmierung der Motorkolben (5) über eine umlaufende Ringnut (18) in der Zylinderwand (4), wobei die Ringnut (18) über eine Ölzuleitung (17) an die Ölpumpe eines Ölkreislaufs sowie eine Ölrücklaufleitung (16) an die Ölwanne des Kurbelgehäuses (1) des Motors angeschlossen ist.

3. Zweitaktmotor nach Anspruch 1-2, gekennzeichnet durch zwei mit Abstand beiderseits der Ringnut (18) der Kolbenschmierung in die Zylinderwand (4) eingesetzten Ölabstreifringe (20).

4. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch zwei Kolbenringe (19) oberhalb der Ölabstreifiinge (20) zur Abdichtung gegen den Brennraum und ein Kolbenring (19) unterhalb der Ölabstreifiinge (20) zum Abdichten gegen die Ladekammer (11) in der Zylinder­ wand (3).

5. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch einen glattwandigen Motorkolben (5B) mit ein bis vier Auslaßventilen (8) im Kolbenboden und den dazugehörigen Auslasskanälen (12) die in der unteren Totpunktlage mit dem Auspuffkanal (13) in Verbindung treten.

6. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch einen glattwandigen Motorkolben (5A) mit ein bis vier Einlaßventilen (9) im Kolbenboden für die vorkomprimierte Ladeluft.

7. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet das die Auslaßventile (8) und die Einlaßventile (9) im Kolbenboden der Motorkolben (5A + B) keiner Steuerung bedürfen und sich durch das Aufsetzen auf die Schubstangenführung (7) und die Widerlager (21) beim Abwärtsfahren der Motorkolben in die untere Totpunktlage selbst öffnen.

8. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet das die Motorkolben (4A + B) ohne Zylinderberührung laufen und keinerlei Ein- oder Auslaßschlitze überfahren.

9. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet das die Motorkolben (4A + B) mit nur einem Kurbelgetriebe gesteuert in der oberen Totpunktlage einen gemeinsamen Verdichtungs­ raum bilden.

10. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch eine kapilare Winkel­ bohrung (25) in der Schubstange für die Ventilschaftschmierung der Ein- und Auslaßventile (8 + 9) im Motorkolben (5).

11. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-10, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Reihenmotor Fig. 1A mit vier Zylindern (4) und gegenläufigen Kolbenpaaren (5A + 5B).

12. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-11, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als stehender Motor Fig. 1B mit mindestens zwei Zylindern (4) und gegenläufigen Kolbenpaaren.

13. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-12, gekennzeichnet durch einen Betrieb mit Otto- oder Dieselkraftstoff ohne Zusatz von Schmieröl.