DE19904004C1

DE19904004C1 - Zweitaktmotor

Info

Publication number: DE19904004C1
Application number: DE1999104004
Authority: DE
Inventors: Udo Wagener
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2019-02-03

Abstract

Hauptbestandteile des als Flachmotor ausgebildeten Zweitaktmotors - ventilgesteuert, sind ein belüftetes Kurbelgehäuse (23), zwei an gegenüberliegenden Seiten des Kurbelgehäuses (23) angebrachte, druckfest abgedichtete und auf einer Achse angeordnete Zylinder (3) mit Motorkolben (4), die über zwei Schubstangen (5) und eine Kurbelschleife (1) auf die Kurbelwelle (2) wirken, sowie zwei am Kurbelgehäuse (23) druckfest angebrachte Schubstangenführungen (6), die zusammen mit dem inneren Abschnitt der Zylinder (3) und den als Hohlkolben ausgebildeten Motorkolben (4) jeweils eine Ladekammer (21) bilden, die Zylinder (3) weisen im Zylinderfuß jeweils einen Ansaugkanal (11) mit mindestens einem Flatterventil (22) auf für die Frischluftzufuhr der Ladeluft, mindestens einem Einlaßventil (9) im Motorkolben (4) für das Überströmen der vorkomprimierten Ladeluft in den Brennraum und einem Auslaßventil (8) durch eine Nockenwelle (24) gesteuert zum Entleeren der Abgase.

Description

Die Erfindung betrifft Zweitaktmotoren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wie sie aus der DE-OS 196 02 703 bekannt sind. 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.

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 des erfindungsgemäßen Zweitaktmotors sind nachstehend anhand der schematischen Fig. 1a. 1b. und 1c. erläutert.

Hauptbestandteil des als Flachmotor ausgebildeten Zweitaktmotors nach den Fig. 1a-1c, sind ein belüftetes Kurbelgehäuse 23, zwei an gegenüberliegenden Seiten des Kurbelgehäuses 23 angebrachte druckfest abgedichtete und auf einer Achse angeordnete Zylinder 3-3 mit Motorkolben 4-4, die über zwei Schubstangen 5-5, und ein gemeinsames Schubstangenlager 6-6 über die Kurbelschleife 1, auf die Kurbelwelle 2. übertragen wird, zwei am Kurbelgehäuse 23. druckfest angebrachte Schubstangenführungen 6. sorgen für die Abdichtung zwischen Kurbelgehäuse 23. und Zylinder 3., und den als Hohlkolben ausgebildeten Motorkolben 4. jeweils eine Ladekammer 21. zum vorver dichten der Verbrennungsluft bilden, jeweils mindestens einen Ansaugkanal 11, mit einem Flatter ventil 22 im Zylinderfuß, mindestens einem Einlaßventil im Kolbenboden des Motorkolbens 4 um die vor komprimierte Ladeluft durch den geöffneten Kolbenboden in den Brennraum zu leiten, einem Auslaß ventil im Zylinderkopf zum entleeren der Abgase über einen Auslaßkanal 7 und einer Nockenwelle für die Steuerung des Auslaßventils 8.

Die Schubstangenführungen 6, sind konisch ausgebildet und die Innenwand der Motorkolben 4, weist ebenfalls eine konische Form auf, die Schubstangenführungen 6, dienen ebenfalls dem Motorkolben 4, als Druckwiderlager für das Öffnen der Einlaßventile 9, beim Abwertshub ca. 10-15 mm, vor dem unteren Totpunkt zum Überströmen der vorkomprimierten Ladeluft.

Die Motorkolben 4, werden über eine umlaufende Ringnut 12, in der Zylinderwand 3, mit Öl geschmiert, wobei die Ringnut 12, über eine Zuleitung 19, an die nicht dargestellte Ölpumpe eines Ölkreislaufs sowie eine Rückleitung 20, an die Ölwanne des Zweitaktmotors angeschlossen ist.

Beiderseits der Ringnut 12, für die Kolbenschmierung sind in die Zylinderwand 3, zwei Ölabstreifringe 13, eingesetzt ebenfalls in umlaufende Ringnut sind in die Zylinderwand 3, zwei Kolbenringe 14, oberhalb der Ölabstreifringe 13 zur Abdichtung des Brennraums und ein Kolbenring 14, unterhalb der Ölabstreifringe 13 zur Abdichtung der Ladekammer 21, eingesetzt.

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

In der Darstellung nach Fig. 1a, befindet sich der Motorkolben 4, des linken Zylinders 3, in der oberen Totpunktlage, und der Motorkolben 4, des rechten Zylinders 3 nimmt die untere Totpunktlage ein, das in der linken Zylinderkammer befindliche Kraftstoff-Luftgemisch kann gezündet werden. Da der Kolben eine längere Zeit im oberen Totpunkt verweilt als übliche Pleuelmotoren, kann der Zündzeitpunkt ca. 10 grad nach O.T. verlegt werden, dadurch würde auch das Nageln des Dieselmotors weitgehend abgestellt. Die längere Verweildauer des Motorkolbens 4, im O.T. kommt dem diesel betriebenem Motor sehr entgegen durch die bessere Erwärmung des verdichteten Volumens und bei der längeren Verweildauer des Motorkolbens 4, im U.T. gewährt eine bessere Brennraumspülung. Beim Arbeitsstakt des linken Zylinders 3, während sich der Kolben 4, nach unten in die untere Totpunkt lage bewegt, stoßen das oder die Einlaßventile, ca. 10-15 mm vor U:T. auf die Schubstangenführung 6, und öffnen sich um die vorkomprimierte Ladeluft durch den Kolbenboden in den Brennraum zu leiten.

Etwa zur gleichen Zeit öffnet sich das Auslaßventil 8 im Zylinderkopf gesteuert durch die Nockenwelle 24 und lässt das Abgas über den Auslaßkanal entweichen und die Füllung und Spülung des linken Zylinders 3 durch die vorkomprimierte Luft aus der Ladekammer 21, beschließt den Gaswechsel.

Während diesem Vorgang bewegt sich der Kolben 4, des rechten Zylinders 3, in die obere Totpunktlage, dabei öffnet sich das Flatterventil 22, im Ansaugkanal 11, des rechten Zylinders und die rechte Ladekammer 21, füllt sich mit Frischluft. Danach ergibt sich der gleiche Arbeitsablauf wie im linken Zylinder beschrieben. Der Kolben 4 ist an seiner Außenwand glattwandig ohne Kolbenringnut, im Kolbenboden je nach Bedarf eins bis vier Einlaßventile, mit den dazugehörigen Ventilsitzringen, Ventilführungen und Ventilfedern. Das Auslaßventil ist im Zylinderkopf angeordnet wie bei herkömmlichen Viertaktmotoren mit Nockenwellen steurung. Die Steuerung selbst Kurbelwelle-Nockenwelle ist 1 zu 1.

Fig. 1a. Stellt einen Zweitaktmotor ventilgesteuert mit einem Auslaßventil im Schnitt dar.

Fig. 1b: Stellt einen Zweitaktmotor ventilgesteuert mit drei bis vier Einlaßventilen im Schnitt dar.

Fig. 1c: Stellt einen Zweitaktmotor ventilgesteuert mit drei bis vier Einlaßventilen als Doppelkurbel schleifenmotor mit vier Zylindern in der Draufsicht dar. Dieser Zweitakt-Reihenmotor mit vier Zylindern 3, und deren Motorkolben 4, paarweise über vier Schubstangen 5, an zwei um 180° versetzte Kurbel- Zapfen angebunden, hat bedingt durch die Bauart eine paarweise aufeinander folgende Zündung, was ein sehr gutes Drehmoment darstellen wird.

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

Kurbelschleife

2

Kurbelwelle

3

Zylinder

4

Motorkolben

5

Schubstange

6

Schubstangenführung

7

Auslaßkanal

8

Auslaßventil

9

Einlaßventil

11

Ansaugkanal

12

Ölnut umlaufend

13

Ölabstreifring

14

Kolbenring

15

Stößel

19

Ölzuleitung

20

Ölrücklauf

21

Ladekammer

22

Flatterventil

23

Kurbelgehäuse

24

Nockenwelle

Claims

1. Zweitaktmotor ausgebildet als Flachmotor, mit einem nach außen belüfteten Kurbelgehäuse (23), zwei an gegenüberliegenden Seiten des Kurbelgehäuses (23) angebrachten, druckfest abgedichteten und koaxial angeordneten Zylindern (3) mit Motorkolben (4), die über Schubstangen (5) und Kurbelschleife (1) auf die Kurbelwelle (2) wirken, zwei am Kurbelgehäuse (23) druckfest angebrachte Schubstangenführungen (6), die zusammen mit dem inneren Abschnitt der Zylinder (3) und den als Hohlkolben ausgebildeten Motorkolben (4) jeweils eine Ladekammer (21) zum Vorverdichten der Verbrennungsluft bilden, jeweils einem Ansaugkanal (11) mit mindestens einem Flatterventil (22) im Zylinderfuß für die Ansaugluft, je einer Ladekammer (21), einem glattwandigen Motorkolben (4) und einer Kolbenschmierung durch umlaufende Ringnut (12) jeweils einem Ölabstreifring (13) oberhalb und unterhalb der Ringnut (12) zwei Kolbenringe (14) oberhalb der Ölabstreifringe (13) und ein Kolbenring (14) unterhalb der Ölabstreifringe (13) in der Zylinderwand (3), gekennzeichnet durch ein bis vier in den Kolbenboden eingelassenen Einlaßventilen (9) die beim Abwärtshub kurz vor U.T. auf der Schubstangenführung (6) aufsetzen und sich somit selber steuern und mit mindestens einem Auslaßventil (8) mit einer Nockenwelle (24) gesteuert für das Ableiten der Abgase.

2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ölschmierung der Motorkolben (4) über eine umlaufende Ringnut (12) in der Zylinderwand (3), wobei die Ringnut (12) über eine Ölzuleitung (19) an die Ölpumpe eines Ölkreislaufs sowie eine Ölrücklaufleitung (20) an die Ölwanne im Kurbelgehäuse (23) des Motors angeschlossen ist.

3. Zweitaktmotor nach Anspruch 1-2, gekennzeichnet durch zwei mit Abstand beiderseits der Ringnut (12) der Kolbenschmierung in die Zylinderwand (3) eingesetzte Ölabstreifringe (13).

4. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch zwei Kolbenringe (14) oberhalb der Ölabstreifringe (13) zur Abdichtung gegen den Brennraum und ein Kolbenring (14) unterhalb der Ölabstreifringe (13) zur Abdichtung gegen die Ladekammer (21) in der Zylinder wand (3).

5. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet daß der Motorkolben (4) ohne Zylinderberührung läuft und keinerlei Ein- oder Auslaßschlitze mit den Kolbenringen überfährt.

6. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Reihen motor mit vier Zylindern (3) und einer Kurbelwelle (2) mit zwei um 180° versetzten Kurbelzapfen.

7. Zweitaktmotor nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch einen Betrieb mit Otto- oder Dieselkraftstoff ohne Zusatz von Schmieröl.