DE202006020546U1

DE202006020546U1 - Gegenkolbenmotoren mit Schiebebüchsen und Gaswechselsteuerung

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Publication number: DE202006020546U1
Application number: DE202006020546U
Authority: DE
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Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: WO2007006469A2; DE102006015647A1; WO2007006469A3

Abstract

Gegenkolbenmotor mit Schiebebüchsen (1, 2) und Gaswechselsteuerung, wobei die Kolben (3, 4) während ihres Hubes ganz oder teilweise in während des Motorbetriebes mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch linear hin und her bewegten Schiebebüchsen (1, 2) laufen, wodurch mittels dieser Schiebebüchsen (1, 2) unabhängig von der Kolbenstellung, die in dem die Schiebebüchsen aufnehmenden Gehäuse liegenden Gasführungskanäle geöffnet oder geschlossen werden können, gekennzeichnet dadurch dass die durch die Büchsenbewegung bedingte Trennstelle zwischen Zylinderraum und Gasführungskanal als Dichtstelle ausgeführt ist, derart, dass sie gegen den herrschenden Zylinderdruck abzudichten vermag.

Description

Die motorische Verbrennung von Kraftstoffen verursacht eine Reihe von Problemen hinsichtlich limitierter Ressourcen, Umweltbelastung und Klimaveränderung und hat deshalb auch zu einer Anzahl von Konzepten zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches von Verbrennungsmotoren geführt. In der modernen Technologie heutiger Motoren mit innerer Verbrennung sind viele dieser Konzepte bereits sehr gut umgesetzt, beispielsweise die sehr niedrige mechanische Reibung der bewegten Motorteile, so dass hier kaum noch Potenzial zu weiterer Optimierung vorhanden ist. Wesentliche Fortschritte sind jedoch noch im thermodynamischen Bereich zu erzielen. Durch die Weiterentwicklung der Direkteinspritzung für Dieselmotoren mit komplexer Einspritztechnik und elektronischem Motormanagement ist die Richtung bereits vorgegeben. Zu den Optimierungsmaßnahmen zählt auch die Reduzierung der Wärmeverluste, da alle durch Verbrennung erzeugte Wärme verloren ist, soweit sie nicht durch Gasexpansion in mechanische Arbeit umgesetzt werden kann. Im Bestreben, einen solchen nahezu adiabatischen Motorbetrieb möglich zu machen, führt das Prinzip des Gegenkolbenmotors durch das Fehlen von Zylinderköpfen zum thermodynamischen Vorteil einer erheblich geringeren dem Arbeitsgas ausgesetzten wärmeabführenden Oberfläche. Deshalb bezieht sich die vorliegende Erfindung hauptsächlich auf die Schiebebüchsen in Gegenkolbenmotoren, obwohl sie prinzipiell für alle schlitzgesteuerten Motoren angewendet werden kann.
Gegenkolbenmotoren mit Schiebebüchsen können nicht nur im Zweitaktverfahren arbeiten, wo wegen der fehlenden Kopfplatte keine gesteuerten Ventile zur Regelung des Gaswechsels angebracht werden können. Die Kolben herkömmlicher Zweitaktmotoren laufen auf ihrem Weg vom inneren zum äußeren Totpunkt über im Zylinder befindliche Schlitze, wodurch die Ein- und/oder Auslasskanäle geöffnet werden und somit der Gaswechsel ermöglicht wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist es, dass die den Kolben abdichtenden Kolbenringe beim Überlaufen der Schlitze aufspringen und sich verhaken würden, so dass der Ringquerschnitt durch entsprechende Führungsstege eingeengt werden muss. Zudem ist wegen der ölabstreifenden Wirkung der Ringe in die Schlitze die Einhaltung immer schärferer Emissionsvorgaben sehr schwierig. Die Verwendung von ringlosen Kolben ist beim Trend zu immer höheren Spitzendrücken nicht indiziert. Eine Veränderung der durch die Lage der Steuerschlitze vorgegebenen Steuerzeiten für den Gaswechsel ist nur durch die Einbringung anders positionierter Schlitze oder durch Verstellung des Synchronlaufes der Kurbelwellen möglich, d. h. die Kolben laufen zeitweise nicht mehr entgegengesetzt, sondern in die gleiche Richtung.
Mit der Anmeldung beim DPMA Aktenzeichen 10 2004 032 452.2 ist eine Motorausführung bekannt, bei der ein Gaswechsel in Gegenkolbenmaschinen möglich ist, ohne dass die Kolbenringe über offene Schlitze laufen müssen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass im Zylinder linear bewegliche Schiebebüchsen angeordnet sind, welche die im Zylinder befindlichen Ringkanäle durch einen Ringspalt erst dann öffnen, wenn im Verlauf des Hubes die Ringpartie des Kolbens diese Stelle bereits passiert hat oder dieser Ringspalt außerhalb der Umkehrpunkte der Kolbenringe liegt, so dass sie gar nicht passiert wird. Diese Art der Gaswechselsteuerung mittels Schiebebüchsen ermöglicht es, Öffnungs- und Schließzeiten der Ein- und Auslasskanäle unabhängig von der jeweiligen Kolbenstellung festzulegen. Sogar ein Viertaktverfahren ist damit möglich, indem nach dem Expansionshub beider Kolben zunächst nur der Auslassschlitz geöffnet wird und das Arbeitsgas während der aufeinander zu führenden Kolbenbewegung ausgestoßen wird. Im inneren Totpunkt wird danach der Auslassschlitz geschlossen und der Einlassschlitz geöffnet, wobei durch die auseinander strebenden Kolben frisches Gas angesaugt wird. Im äußeren Totpunkt erfolgt dann das Schließen von Einlass und darauf wieder ein Kompressions- und Expansionshub bei geschlossenen Schlitzen. Die Trennstelle von Schiebebüchse und Kanal bildet somit die Steuerzeit bestimmende Steuerkante. Die gilt es so zu gestalten, dass sie auch hohem Zylinderdruck standhält.
Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe einer geeigneten Ausgestaltung der Steuerkante und der damit verbundenen Dichtstelle, sowie des gesamten Prinzips gesteuerter Schiebebüchsen zugrunde liegt, um deren bessere Umsetzung in die Praxis zu ermöglichen, zur Erzielung höherer Leistung, geringeren Verbrauchs und Gewichts, sowie besserer Emissionen und einer Standzeiterhöhung.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Reihe von nachfolgend beschriebenen Maßnahmen, die einzeln oder miteinander kombiniert in vorteilhafter Weise diesem Ziel dienen.
Zunächst muss die durch die Büchsenbewegung bedingte Trennstelle zwischen Zylinderraum und Gasführungskanal dargestellt als Dichtstelle ausgeführt werden, dass sie auch gegen den herrschenden Zylinderdruck abzudichten vermag. Beispielsweise kann die Dichtstelle in der Art eines Ventilsitzes kegelförmig ausgeführt sein, wobei der Sitzwinkel im Bereich des bei Ventilkegeln üblichen, d. h. zwischen 60 und 120 Grad liegen sollte. Die Schiebebüchse wird, wie bei Ventilen üblich, mittels Federkraft gegen diesen Sitz gedrückt; denkbar ist auch ein durch Elektrik, Hydraulik oder Pneumatik erzeugter Andruck. Ein Nocken oder eine andere geeignete Betätigung hebt die Schiebebüchse vom Sitz ab und öffnet dadurch den Übertritt zum Gasführungskanal. Eine dem kegeligen Sitz vorgelagerte kurze zylindrische Passung kann so dimensioniert werden, dass durch den Gasdruck der – durch die entsprechende Bemessung der Wandstärke elastische – Büchsenrand, d. h. die Steuerkante, so aufgedehnt wird, dass er an dieser Passung zur Anlage kommt und somit eine zusätzliche Abdichtung herstellt. Da unter dieser Bedingung die Büchse nicht verschoben wird, wirkt sich dies nicht schädlich auf Reibung und Verschleiß aus. Gleichzeitig unterstützt dies den Büchsenrand gegen den hohen Gasdruck.
Da diese Kurzpassung am Anfang der Öffnungsbewegung die Steuerkante der Schiebebüchse noch eine zeitlang überdeckt, wird der Öffnungsquerschnitt erst bei relativ hoher Geschwindigkeit, d. h. sehr schnell freigegeben, was große Zeitquerschnitte bei kurzen Steuerzeiten ermöglicht. So ist eine bessere Füllung und Entleerung des Zylindervolumens möglich. Durch eine Schrägung der Steuerkante ergeben sich zusätzliche Möglichkeiten zur Beeinflussung der Gasströmung, weil der Kanal nicht an allen Umfangsstellen gleichzeitig geöffnet wird.
Eine variable Steuerzeit lässt sich durch eine axial verschiebbare Steuerkante erreichen, welche beispielsweise durch gewindeförmige Gestaltung ihrer Lagerung diese axiale Verstellung ermöglicht, indem sie bei Drehung eine schraubenförmige Bewegung ausführt und dadurch die Steuerkante verschiebt. Auch eine hydraulische Verstellung durch Druckbeaufschlagung auf den Stellring ist möglich. Das erlaubt, die Steuerzeit in Abhängigkeit von Drehzahl, Last oder anderen Stellgrößen ohne großen Aufwand zu optimieren. Auch hier kann die Steuerkante durch Abschrägung oder Abstufung eine zusätzliche Strömungsbeeinflussung bewirken. Obendrein kann durch Drehen der schrägen Steuerkante diese Strömungsbeeinflussung an verschiedene Stellen des Umfangs verlegt werden.
Eine optimale Ausnutzung des Hubvolumens ist dadurch möglich, dass kein Kurbelwellenversatz, d. h. kein zeitweiser Gleichlauf erforderlich ist. Der vollkommene Gegenlauf bedeutet auch den optimalen Massenausgleich.
Die Schiebebüchsen weisen eine hydrostatische Lagerung auf, die nicht nur ihre leichtgängige axiale Verschiebung ermöglicht, sondern auch eine in an sich bekannter Weise bei Ventilen übliche freie oder erzwungene Rotation. Diese Rotation kann sehr langsam erfolgen, z. B. eine Umdrehung bei 100.000 Hüben und hat dadurch nicht nur den Vorteil eines gleichmäßigeren und geringeren Sitzverschleißes, sondern ermöglicht auch die Verminderung des Verschleißes der Kolbenlauffläche durch Ausnutzung der gesamten vom Kolbenhub durchlaufenen Zylinderfläche. Für die hydrostatische Lagerung kann das ohnehin vorhandene Motorschmieröl verwendet werden, das auf die Rückseite der Schiebebüchsen geführt wird. Durch eine Dichtstelle, beispielsweise einen O-Ring, wird der Ölraum von den Gaskanälen getrennt. Es ist zweckmäßig, diese Dichtstelle, zumindest auf der Auslassseite zu kühlen, in dem die Kühlwasserführung entsprechend vorgenommen wird.
Ebenso zweckmäßig ist es, die Sitze und Steuerkanten der Schiebebüchse, sowie deren Gegenstücke hinsichtlich Materialpaarung, chemischer oder thermischer Behandlung des Materials oder seiner Oberflächen zu optimieren, d. h. beispielsweise zu härten oder zu armieren, oder die Materialstruktur durch Umschmelzen oder Laserbehandlung zu verändern, um einen höheren Verschleißwiderstand zu erzielen.
Im Bereich des inneren Totpunktes zwischen den beiden bewegten Schiebebüchsen befindet sich der nicht zum verschiebbaren Bereich gehörende Teil der Zylinderlaufbahn. In diesem Teil sind die Bauteile zur Zündung und/oder Kraftstoffeinspritzung, beispielsweise Zündkerzen oder Einspritzdüsen angeordnet. Prinzipiell kann durch die Konstruktion der gesamte Umfang dafür genutzt werden, so dass beispielsweise auch mehrere Düsen tangential angebracht sind. Dies führt schon bei gar keinem oder nur geringem Drall zur optimalen Gemischaufbereitung. Die Einspritzung des Kraftstoffes erfolgt für alle Düsen gleichzeitig, oder wird zeitlich auf einzelne Düsen aufgeteilt, was mit moderner Technologie, beispielsweise Common Rail, ohne großen Aufwand möglich ist. Analog hierzu kann auch die Ansteuerung von Zündkerzen erfolgen.
Sehr vorteilhaft wirkt sich auch aus, dass durch das Nichtvorhandensein von schlitzüberlaufenden Ringen eine stegfreie Ausführung der Steuerschlitze möglich ist, oder die Stege – falls als Leitrippen zur Drallerzeugung nötig – soweit von der Eintrittstelle zurückgesetzt sind, dass keine Querschnittsverengung eintritt. Eine Wirkungsgradsteigerung ist bei diesem Prinzip besonders gut durch Abgasturboaufladung zu erreichen. Auch ist die Nutzung der Restwärme durch Absorptionskühlung möglich.
Weitere Vorteile dieser Gegenkolbenmotor-Ausführung sind eine leichte Bauweise – insbesondere beim Zweitaktverfahren – und seine geringe Bauhöhe, die ihn als Unterflurmotor prädestinieren. Prinzipiell eignet sich die vorliegende Erfindung auch zum Betrieb eines Kompressors oder zum Pumpen von flüssigen Medien. Auch die Bewegung der Schiebebüchsen als ein Ganzes ist denkbar. Die Schiebebüchse würde in diesem Fall über den gesamten Hubbereich beider Kolben gehen und zur Freigabe der Schlitze nach der einen oder anderen Seite abwechselnd verschoben werden müssen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert, in denen
1 einen durch einen Kreis markierten vergrößerten Ausschnitt aus 2 zeigt, wobei die linke und rechte Schiebedüse 1 und 2 geschlossen sind;
2 den Querschnitt eines Gegenkolbenmotors zeigt;
3 einen durch einen Kreis markierten vergrößerten Ausschnitt aus 2 zeigt, wobei die linke Schiebebüchse 2 geöffnet und die rechte Schiebebüchse 1 geschlossen ist;
4 den gleichen Ausschnitt zeigt, wobei jedoch hier zusätzlich axial verschiebbare Stellelemente zu sehen sind; und
5 einen Schnitt durch die Zylindermitte zeigt.
2 zeigt den Querschnitt eines Gegenkolbenmotors. Die Kolben 3 und 4 bewegen sich in einem gemeinsamen Zylinder gegenläufig, so dass das von ihnen eingeschlossene Gas komprimiert und expandiert werden kann. Als Steuerorgane für den Gaswechsel dienen die Schiebebüchsen 1 und 2, welche den Erfordernissen des Motorbetriebes entsprechend mit ihren zum inneren Totpunkt weisenden Büchsenrand die Steuerkanten 14 und 15 bilden, welche die Schlitze zu den Ein- und Auslasskanälen 5 und 6 öffnen und schließen. Die Steuerbüchsen 1 und 2 werden durch die Nocken 8 und 9 über eine mit der Büchse verbundene Rolle, welche die Büchse in axialer Richtung mitnimmt, jedoch eine Rotationsbewegung nicht behindert, von ihren kegelförmig ausgebildeten Sitzen im Gehäuse 16 abgehoben und durch die Federn 10 und 11 zurückgeholt. Zur Vermeidung des Schmierölübertritts von der Büchsenschmierung in die Gaskanäle dienen die Dichtungen 12 und 13, denen ein gut gekühlter Teil des Gehäuses 16 vorgelagert ist.
3 zeigt einen durch einen Kreis markierten vergrößerten Ausschnitt aus 2. Die linke Schiebebüchse 2 ist hier geöffnet, die rechte Schiebebüchse 1 geschlossen gezeigt.
4 zeigt den gleichen Ausschnitt, jedoch sind hier zusätzlich im Gehäuse 16 die axial verschiebbaren Stellelemente 17 und 18 zu sehen, welche die Steuerzeiten beeinflussen können.
5 zeigt einen Schnitt durch die Zylindermitte. Im Gehäuse 16 sind mehrere Injektoren 20 zur Einspritzung des Kraftstoffes in tangentialer Richtung angeordnet. Hier sind auch die ringförmigen Gaskanäle 5 und 6 mit ihren Anschlüssen 21 und 22 zu sehen, die zu den Ein- und Auslasskrümmern führen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004032452 [0003]

Claims

Gegenkolbenmotor mit Schiebebüchsen (1, 2) und Gaswechselsteuerung, wobei die Kolben (3, 4) während ihres Hubes ganz oder teilweise in während des Motorbetriebes mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch linear hin und her bewegten Schiebebüchsen (1, 2) laufen, wodurch mittels dieser Schiebebüchsen (1, 2) unabhängig von der Kolbenstellung, die in dem die Schiebebüchsen aufnehmenden Gehäuse liegenden Gasführungskanäle geöffnet oder geschlossen werden können, gekennzeichnet dadurch dass die durch die Büchsenbewegung bedingte Trennstelle zwischen Zylinderraum und Gasführungskanal als Dichtstelle ausgeführt ist, derart, dass sie gegen den herrschenden Zylinderdruck abzudichten vermag.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Dichtstelle in der Art eines Ventilsitzes kegelförmig ausgeführt ist.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass dieser kegelförmige Sitz einen Winkel von 60 bis 120 Grad aufweist.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Schiebebüchsen (1, 2) mittels Federkraft in der Art einer üblichen Ventilbetätigung gegen den Sitz gedrückt werden und der Hub über eine Nockensteuerung oder andere geeignete Betätigung erfolgt, welche die Schiebebüchsen (1, 2) von ihrem Sitz abheben.
Gegenkolbenmotor, gekennzeichnet dadurch, dass die Schiebebüchsen (1, 2) im Bereich der Dichtstelle so elastisch ausgeführt sind, dass der Gasdruck die Dichtwirkung durch Einpressen in den Sitz unterstützt.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Dichtwirkung durch das elastische Aufweiten des den Schlitz steuernden Büchsenrandes erfolgt, der in einer zylindrischen Passung durch radiale Erweiterung zur Anlage kommt, in Verbindung damit, dass die Schiebebüchse (1, 2) während des Bestehens von Zylinderdruck nicht bewegt wird, d. h. erst nach Druckabbau zur Freigabe des Steuerschlitzes verschoben wird.
Gegenkolbenmotor, nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass die Schiebebüchsen abhängig von der Länge der zylindrischen Passung den Schlitzquerschnitt besonders schnell öffnen und schließen können, da sie im Moment der Schlitzfreigabe bereits eine größere Geschwindigkeit aufweisen, als nach dem Abheben vom Sitz.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, dass die Steuerzeit variabel gestaltet wird, indem die Schlitzbreite variiert wird.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Schlitzbreite durch einen auf der Büchse (1, 2) axial verschiebbar und/oder drehbar, d. h. schraubenförmig verstellbar angebrachten Ring variiert wird.
Gegenkolbenmotor nach Ansprüchen 8 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass diese Schlitzbreite in Abhängigkeit von Drehzahl, Last oder weiteren Stellgrößen gewählt wird.
Gegenkolbenmotor nach Ansprüchen 8 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Schlitzbreite durch eine schräge oder gestufte Steuerkante unterschiedlich breit ist.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, dass durch Verdrehung der schrägen oder gestuften Steuerkante die Strömungsbeeinflussung variabel an beliebige Stellen am Umfang des Schlitzes verlegt werden kann.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Schiebebüchsen (1, 2) hydrostatisch gelagert sind, so dass sie leicht axial verschiebbar sind.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 13, gekennzeichnet dadurch, dass die Schiebebüchsen (1, 2) auch drehbar gelagert sind.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, dass die Schiebebüchsen (1, 2) so betätigt werden, dass zur Verminderung des Verschleißes der Dichtstelle eine freie oder erzwungene Rotation während des Verschiebens stattfindet.
Gegenkolbenmotor nach Ansprüchen 14 und 15, gekennzeichnet dadurch, dass die Rotation der Schiebebüchsen (1, 2) einer Verschleißminderung der inneren Lauffläche dient, indem der Verschleiß gleichmäßig auf die gesamte vom Hub überstrichene Lauffläche verteilt wird.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 13, gekennzeichnet dadurch, dass auf die Rückseite der Schiebebüchsen (1, 2) Motoröl zur Schmierung und hydrostatischen Lagerung geführt wird.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 17 gekennzeichnet dadurch, dass das auf die Rückseite der Schiebebüchsen (1, 2) geführte Schmieröl der Kühlung des Systems Büchse-Kolben dient.
Gegenkolbenmotor nach Ansprüchen 17 und 18, gekennzeichnet dadurch, dass der ölgeschmierte Büchsenteil (1, 2) mit einer Ölentlastungsnut auf der Schlitzseite ausgeführt ist.
Gegenkolbenmotor nach Ansprüchen 17–19, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen dem ölgeschmierten Büchsenteil und dem Gaskanal eine Dichtung zur Vermeidung des Ölübertritts angebracht ist.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch, dass diese Dichtung gekühlt ist.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 21, gekennzeichnet dadurch, dass die Kühlung über das die Dichtung umschließende Material, bzw. den Einbauraum erfolgt.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass durch die geeignete Auswahl der Werkstoffpaarung die Funktion und Verschleißfestigkeit der Dichtstelle optimiert wird.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 23, gekennzeichnet dadurch, dass die Dichtstelle zur besseren Erzielung von Funktion und Lebensdauer thermisch, chemisch oder sonst wie, z. B. durch Armierung, behandelt oder bearbeitet wird.
Gegenkolbenmotor, gekennzeichnet dadurch, dass durch die von der Stellung der Kolben (3, 4) unabhängig festlegbaren Steuerzeiten, eine vollkommen symmetrisch ablaufende Kurbelbewegung der Kurbeltriebe – d. h. ohne Winkelversatz zur Erzielung der gewünschten Steuerzeit – ermöglicht wird, was zu einem vollkommenen Massenausgleich des Kurbeltriebs führt.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 25, gekennzeichnet dadurch, dass durch den Wegfall des Kurbelversatzes der volle Hub zur Ausnutzung des Arbeitszyklus genutzt werden kann.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Dichtstellen der Schiebebüchsen (1, 2) so gelegt sind, dass im Bereich des inneren Totpunkts genügend, nicht durch die Büchsenbewegung überschnittener Einbauraum verbleibt, der eine beliebige Anordnung von einer oder mehreren Einspritzdüsen und/oder Zündkerzen in radialer oder tangentialer Richtung oder anderer Winkelstellung ermöglicht.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 27, gekennzeichnet dadurch, dass dieser Bereich des nicht durch die Büchsenbewegung überdeckten Einbauraums sich über eine Zylinderlänge erstreckt, die mindestens der Höhe des Durchtritts für Düse oder Zündkerze in den Brennraum entspricht.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 28, gekennzeichnet dadurch, dass die Gemischaufbereitung für den Verbrennungsvorgang optimiert werden kann, indem Anordnung und Zahl der Düsen und/oder Zündkerzen variiert wird.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass durch die Vermeidung von schlitzüberlaufenden Kolbenringen die ringförmigen Kanäle stegfrei in den Zylinder münden können und somit die maximal mögliche Querschnittsfläche und die geringste Gasreibung aufweisen
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 30, gekennzeichnet dadurch, dass zur Erzielung eines Dralls für die einströmende Luft tangentiale, dem Steuerschlitz vorgelagerte Leitrippen in den Kanal eingebracht werden können.
Gegenkolbenmotor nach einem der Ansprüchen 1 bis 30, gekennzeichnet dadurch, dass durch das Prinzip der geschilderten Maßnahmen in Bezug auf die Büchsensteuerung und -ausführung eine im Vergleich zu herkömmlichen Gegenkolbenmotoren höhere Leistungsdichte des Motors erreicht wird und im Vergleich zu herkömmlichen 4-Takt-Motoren eine merkbare und im Vergleich zu herkömmlichen 2-Takt-Motoren eine erhebliche Gewichtsersparnis ergibt.
Gegenkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 31, gekennzeichnet dadurch, dass durch die bauartbedingte geringe Motorhöhe und die liegende Anordnung der Zylinder, der Motor insbesondere als Unterflurmotor geeignet ist.
Gegenkolbenmotor, gekennzeichnet dadurch, dass anstelle von einzeln steuerbaren Büchsen eine durchgehende axial bewegbare Büchse verwendet wird, die im Bereich der Ein- und Auslasskanäle, sowie im Bereich der Düsen und/oder Zündkerzen jeweils mit Fenstern versehen ist, die jedoch außerhalb der Lauffläche der Kolbenringe liegen, so dass im Übrigen die Vorteile der gesteuerten Schiebebüchsen erhalten bleiben, wobei jedoch durch die parallele Bewegung der Öffnungsschlitze eine Abhängigkeit der Steuerzeiten voneinander entsteht.
Gegenkolbenmotor nach Anspruch 34, gekennzeichnet dadurch, dass diese Büchse abwechselnd nach links und rechts zur Freigabe der Auslass- bzw. Einlassschlitze bewegt wird.
Gegenkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 35, gekennzeichnet dadurch, dass durch die Anwendung aller oder einiger vorgenannten Erfindungsmerkmale auch ein Betrieb mit alternativen Kraftstoffen, z. B. mit Pflanzenölen, ermöglicht ist.
Gegenkolbenmotor, gekennzeichnet dadurch, dass die beschriebenen Anordnungen auch für Kompressoren und andere gasfördernden Maschinen anwendbar ist.
Gegenkolbenmotor, gekennzeichnet dadurch, dass das Ausführungsprinzip der Gaswechselsteuerung auch zum Pumpen von Flüssigkeiten wie z. B. Öl oder Kältemittel geeignet ist.
Gegenkolbenmotor, gekennzeichnet dadurch, dass die nach der Expansion verbleibende in den Auspuffgasen verbleibende Wärme als Energiequelle für eine Absorptionskühlung oder einen ORC Prozess weiter genutzt wird.