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Verbrennungsmotor 4-takt und/oder 2-takt.
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Mit der Erfindung wird eine Kombination an sich bekannter und problemloser
Konstruktionselemente zu einem Verbrennungsmotor bezweckt,der bisher unbekannte
Merkmale besitzt Eine Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und
wird im Nachfolgenden beschrieben0 Es zeigen Fig.I: Schnitt durch eine Einzylinder-Triebeinheit
mit dem Kolben im unteren Totpunkt.
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Fig.II: Wie Fig.I,jedoch mit dem Kolben im oberen Totpankt.-Fig.III:Schnitt
durch eine Einzylinder-Triebeinheit mit dem Kolben im unteren Totpunkt.
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FigoIV: Wie Fig.III,jedoch mit dem Kastenkolben im oberen Totpunkt.
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Fig.V: Schema einer Zweizylinder-Triebeinheit mit einem Verteiler,der
den Durchfluß aus dem Laderraum des rechten Zylinders in den Arbeitsraum des linken
Zylinders freigibt.
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FigoVI Wie Fig.V,jedoch mit einer Verteilerstellung,die den Durchfluß
aus dem Laderraum des rechten Zylinders in den Arbeitsraum des rechten Zylinders
freigibt.
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i?ig.VII:ß'chema zweier Triebwellen mit zwei Abtriebssätzen, deren
Abtriebswellen in verschiedenen Richtungen liegen.
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Fig.VIII:Schema zweier Triebwellen mit zwei Abtriebssätzen, ihren
Abtriebswellen gleichachsig in gleicher Richtung liegen.
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Fig.IX: Schema zweier Triebwellen mit zwei Abtriebssätzen, die über
ein Ausgleichgetriebe auf eine Abtriebswelle wirken In den Figuren I und II sind
ersichtlich Zylinder 1,Hubraum 2 mit den Steuerschlitzen für Einlaß 3 und Auslaß
4,den Triebwellendichtungen 5,dem Kolben 6 mit den Kolbenringen 7 und dem ölsbstreifring
8,weiter die Pleuelstange 9,die Triebwelle 10,die in den Lagern 11 gelagert ist.
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Die Inneräume des Zylinders 1 und des Kolbens 6 sind annähernd gefüllt
mit dem Einsatz 13 (gestrichelt gezeichnet)e Zur Erreichung hoher Drehzahlen ist
der Zylinder 1 ausgebildet mit der bei hoher Drehzahl exakt arbeitenden Schlitzsteurung.
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Das Verhältnis "Kolbendurchmesser zu Kolbenhub" ist so gewählt,daß
sich ein scheibenförmiger Hubraum 2 ergibt und zwar dergestalt,daß der Hub kleiner
ist als 0,5 bis 0,4 mal dem Kolbendurchmesser.
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Dadurch stabilisieren die den Hubraum 2 begrenzenden Wände den Spül-
bezw.Ladesrom derartig,daß ein Gleichstrom quer zur Zylinderachse entsteht, Infolge
des Gleichstromes entstehen keine Wirbel zwischen dem verbrannten Gas und dem Frischgas,es
bleibt innerhalb des Stromes kein verbranntes Gas in Zylinder zurück,
Wenn
die Spülfront vom Einlaß 3 aus den Auslaßschlitz 4 erreicht hat,dann ist das verbrannte
Gas von dem Spülstrom erst dort hinausgedrückt worden.Ohne dies kann die Spülfront
den Auslaß 4 nicht erreichne,es kann also kein Spülmittel vorher in den Auslaß 4
entweichen.
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Die Gleichstromspülung bezw.-ladung ergibt die besten Bedingungen
zu einem bessren Füllungsgrad,als mit ventilgesteuerten Motoren bei hoher Drehzahl
erreichbar ist0 Die Kolbenringe 7 sind,axial gemessen,höher als die Steuerschlitze
3,4,wodurch das schädliche Einfedern der Kolbenringe in die Steuerschlitze vermieden
wird.
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Der Ölabstreifring 8 überläuft die Steuerschlitze 3,4 im Bereich des
Kolbenhubes niht,was zur Folge hat,daß kein Schmieröl vom Schaft des Kolbens 6 an
den Rändern der Steuerscklitze 3,4 abgeschabt wird.
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Es gelangt kein Schmieröl in den Auspuff,die ze 4 verrußen nicht abnormal
und der Kolbenschaft des Kolbens 6 bleibt intensiv geschmiert und gekühlt0 Die Bewegungen
des Hubkolbens 6 werden in bekannter Weise mittels der Pleuelstange 9 auf die Triebwelle
10 übertragen.
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Durch den kurzen Hub ergibt sich eine sehr kurze und leichte Pleuelstange9,sowie
eine als einfache Exenterwelle ausgebildete Triebwelle 10 ohne Schwingungsprobleme.
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Trotz der hohen Drehzahl ergibt sich eine verhältnismäßig niedrige
mittlere Kolbengeschwindigkeit.
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Dur die Kürze der Pleueelstange 9 wird die Triebwelle 10 in den Bereich
der Bohrung des Zylinders 1 einbezogen.
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Es entfällt dadurch ein gesondertee+Eurbelgehäuse.
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In bekannter Weise befinden sich im Schaft des Kolbens 6 Aussparungen,
sodaß der Kolbenschaft über die Triebwelle 10 hinausragen kanne Die Inneräume 12
unter dem-Boden des Kolbens 6 und im unteren Teil des Zylinders 1 sind als Laderraum
ausgebildet.
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In diesen Räumen befindet sich ein Einsatz 13,durch den der Totraum
des Laderteils verkleinert wird.
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Durch das Ausfüllen der Innenräume 12 mit dem Einsatz 13 wird der
Ladedruck annähernd gleich dem Æxpanæionsenidruck im Hubraum 2.
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Der höhere Ladedruck dient der Erhöhung der Lade- bezw.
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Spülgeschwindigkeit bei hohen Drehzahlen.
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Die Einlaßschlitze 3 sind,axial gemessen, etwas höher als die Auslaßschlitze
4.
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Nach Abschluß der Auslaßschlitze 4 durch die Oberkante des Kolbens
6 wird durch die dann noch offenen Einlaßschlitze 3 nachgeladen mit dem durch Ladedruck
und Temperaturerhöhung vergrößerten Volumen des Lademittels.
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Durch diesen Prozeß wird das Gemisch gut aufbereitet und der Brennstoff
gut verteilt,Verbrennung und Zündwilligkeit werden guastig be.influßt,ungeachtet
der Außentemperatur.
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Es kann jeder Brennstoff verarbeitet werden,der bei dem Temperaturanstieg
im Laderteil ausreichend vergast.
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Die Figuren III umd IV zeigen eine Ausführung des Zylinders 14 mit
einem Eastenkolben 20,wodurch ein außerhalb des Kolbens
20 liegender
Laderraum 16 entsteht,die Lagerung der Triebwelle 24 außerhalb der Bohrung des Zylinders
14 liegt und kein Einsatz innerhalb des Kolbens 20 vorhanden ist (unterschliedlich
zu Fig.I und II).
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Weiter sind dargestellt der Hubraum 15,die Steuerschlitze für Einlaß
17,Auslaß 18,beide im Hubraum 15der Einlaßschlitz 19 im Laderraum 16,die Kolbenringe
oder Olabstreifring 22 und die Pleuelstange 23.
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In diesen Ausführungen nach den Figuren I bis IV bildet Jeder Zylinder
mit kompletter Ausstattung eine riebeinheit.
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In den Figuren V und VI sind enthalten der Zylinder 25 mit dem Hubraum
26 und dem Ventil 27,der.Laderraum 28,Vergaseranschluß 29,der Kolben 30,der Zylinder
31 mit Hubraum 32 und Ventil 33'der Laderraum 34,Frischluftanschluß 35,das Ventil
36 und der Kolben 37.
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Beide Zylinder 25,31 haben vorzugsweise eine gemeinsame Triebwelle
38.
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Zwischen den Zylindern 25,31 befindet sich das Verteiler-Ventil 39
für Frischluft.
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Das Verteilerventil für Gasgemisch ist nicht gezeichnetes arbeitet
sinngemäß mit dem Laderraum 28 für Gasgemisch.
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Zwischen dem tergaseransdhluB 29 und dem Frischluftanschluß 35 befindet
sich die 0 Verbindungsleitung 40.
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Es sind Je zwei Zylinder 25,31 dergestalt miteinander gekoppelt,daß
beide Kolben 30,37 gleichlaufend auf eine gemeinsame Triebwelle 38 wirken,durch
die dann die Ventile 27
und 33 und die Verteilerventile 39 für Frischluft
und dagenige für Gasgemisch angetrieben werden.
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Der Laderraum 28 des Zylinders 25 fördert Gasgemisch und der Laderraum
34 des Zylinders 31 fördert Frischluft0 Beide Laderäume 28,34 sind durch in Abhängigkeit
von der Drehzahl der triebwelle 38 bewegliche VerteilerorgWne 39 abwechselnd mit
je einem der beiden Hubräume 26,32 verbunden, sodaß Jeder der beiden Hubräume 26,32
abwechselnd mit Gasgemisch und zwei Hübe später mit Frischluft gefüllt wird.
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Die Zylinder 25,31 arbeiten dann nach dem 4-takt-System, wobei auf
Jede Umdrehung der Triebwelle 38 eine Zündung fällt.
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Die Spülung mif frischluft reinigt den Hubraum vollstandig von den
verbrannten Gasen des vorigen Arbeitstaktes und trennt diese von der nachfolgenden
Ladung mit Gasgemisch0 Während des Ladevorganges mit Gemisch entweicht die sich
im Zylinder befindliche Frischluft in den Auspuff und bewirkt dort die restlose
Nachverbrennung etwaiger llnverbrann ter Gase aus dem vorigen Arbeitstakt.
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Durch das Ventil 36 wird die Frischluftzufubr zu dem Laderteil 34
abgeschlossen und Letzterer jit der Gemischleitung 40 und dem Vergaser 29 verbunden.
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Nun fördern beide Laderteile 28,43 Gasgemisch und beide Zylinder 25,31
arbeiten nach dem 2-takt-SystemO In den Zylinderköpfen sind die von der Drehzahl
der Triebwelle 38 abhängigen Ventile 27,33 angeordnet,durch die die Hubräume 26,32
während der Kompressionshübe der Frischluftladung zwecks Verminderung des Leistungsaufwandes
diese Hubes
vergrößert werdenODies ist gegeben, wenn die Zylinder
25, 31 nach dem 4-tXkt-System arbeiten.
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Zum uebergang auf das 2-takt-Systex werden die beweglichen Ventile
27,33 in den Zylinderköpfen durch bekannte Mittel derart ab- bezw.umgeschaltet'daß
die Hubräume 26,32 bei jedem Hub gleiche Volumen behalten.
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Vorzugsweise haben die Ventile 27,33 in den Zylinderköpfen die Form
von Kolben0 Bei der Ausführung der Kolben 30,37 als Kastenkolben liegt die Triebwelle
38 zwischen den Böden der Kolben 30,37.Die Hub- und die Laderräume über den Böden
der Kolben 30,37 sind einander an größe genau gleich,da sich keine Ubertragungsmlttel
in ihnen befinden,wie Kolbentangn und dergl.
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Die Ausführung gestattet die Ausbildung der Laderräume 28,34 als Laderteil
für die Hubräume 26,32.
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Die Ausführung als doppeitwirkende Kolben mit gesonderten Lader ergibt
für beide Hubräume beider Kolben gleiche Leistungen,wobei -im 4-takt-System arbeitend
- auf jede Umdrehung der Triebwelle 38 gleichmäßig verteilt 2 Zündungen fallen.
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Je zwei nach den Figuren V und VI gekoppelte Zylinder mit kompletter
Ausstattung bilden eine Triebeinheit.
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Bei Motoren mit mehreren Triebeinheiten sind Letztere zum Zwecke der
Überprüfung,der Einstellungsder Überholung,der Reparatur oder Sonstigem einzeln
austauschbar.
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Der Motor braucht nur für die Dauer des Austausches stillgelegt zu
werden.
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Durch bekannte Mittel,wie Bruschsicherungen usw.,wird eine
defekte
Triebeinheit automatisch abgeschaltet.Dadurch,daß der Motor nach automatischer Abschaltung
der defekten Triebeinheit mit den anderen Driebeinheiten weiterläuft'wird die Betriebssicherheit
des Motors wesentlich erhöht, Infolge der bei Motoren mit symmetrischen Steuerdiagrammen
an sich bekannten Gleichgültigkeit in Bezug auf die Drehrichtung ohne Beeinflussung
des Steuersystems werden Motoren mit mehreren Triebeinheiten dergastalt ausgeführt'daß
die Triebeinheiten in gleicher und/oder einander entgegengesetzter Drehrichtung
laufen können beew.so umschaltbar sind.
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Figur VII stellt die Triebwellen 41,45 zweien Triebeinheiten innerhalb
eines Motors dar.
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Die Triebwelle 41 wirkt über die Abtriebsräder 42,45 auf die Abtriebswelle
44.
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Die riebwelle 45 wirkt über die Abtriebsräder 46,47 auf die Abtriebswelle
48.
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Bei einem Motor mit mehreren Triebwellen 41,45 sind also mehr als
ein Satz Abtriebsorgane vorhanden.
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Wenn die Abtriebssätze zu unterschiedlichen Drehzahlen gezwungen werden'so
gleicht sich dieser Unterschied automatisch durch entsprechende Unterschiede in
den Drehzahlen der den Abtriebssätzen zugeordneten Triebwellen 41,45 aus, wie z.B¢bei
2-achs-Antrieb eines Kraftfahrzeuges.
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Figur VIII stellt die Triebwellen 49,53 zweier Triebeinheiten innerhalb
eines Motors darO Die Triebwelle 49 wirkt über die Abtriebsräder 50,51 auf die durch
die hohle Abtriebswelle 56 laufende Abtriebswelle -52.
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Die Triebwelle 53 wirkt über die Abtirebsräder 54,55 auf die hohle
Abtriebswelle-56.
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Bei unterschiedlicher Drehrichtung der Triebwellen 49,53 ergeben sich
motorseitig drallfreier Antrieb und abtriebsseitig gleichachsige gegenläufige,also
drallfreie Kraftübertragung auf z.BOgleichachsige Propeller mit entgegengesetzten
Drehrichtungen.
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Figur IX zeigt die Triebwellen 57,60 zweier Triebeinheiten innerhalb
eins Motors.
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Die Triebwelle 57 wirkt auf die Abtriebsräder 58,59.
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Die 'Driebwelle 60 wirkt auf die Abtriebsräder 61,61.
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Die Abtriebsräder 59,62 wirken über die Zahnräder 63 auf die Abtriebswelle
64e Die Drehrichtungen der Triebwellen 57,60 sind unabhangig voneinander umschaltbar0
Durch Einfügen bekannter Übertragungsmittel 63 zwischen die Abtriebsräder 58,59
und 61,62 und/oder die Triebwellen 57,60 und durch die unabhängig voneinander zu
regelnden Drehzahlen und Drehrichtung der Triebwellen 57,60 ist ein in Bezug auf
Drehzahl und Drehrichtung stufenlos regelbarer Ab trieb 64 gegeben,wobei vorzugsweise
als wichtigstes Ubertragungsmittel ein Ausgleichgetriebe 63 fungiert.Dabei braucht
das Ausgleichgetriebe 63 nicht das alleinige Ubertragungsittel zu sein.
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Zu diesem Ausführungsbeispiel sind weitere Abwandlungen möglich.
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So gelten die beschriebenen Merkmale sinngemäß für Brennstoffeinspritzungen
aller Art'auch für Dieselbetrieb.
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Die Triebeinheiten können nach Art aller bekannten Bauformen zusammengestellt
sein,wie Reihen-,Stern-,Boxer-,Gegenkolben- V-,U-,H-Motor uswO Die Triebeinheiten
können von gesonderten Ladern gespeist werden,damit kann im Hinblick auf die längere
offnungszeit der Einlaßschlitze eine Aufladung vorgesehen werden.
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Mehrer Triebeinheiten können auf beliebig viel Abtriebsorgane wirkend
Die Abtriebsorgane können auch andersgeartete Antriebsmaschinen haben,