DE2431828A1

DE2431828A1 - MACHINE WORKING AS AN AIR COMPRESSOR

Info

Publication number: DE2431828A1
Application number: DE19742431828
Authority: DE
Inventors: Takahiro Ueno
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-01
Filing date: 1974-07-02
Publication date: 1975-01-30

Description

Dr. F. Zurnsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.Dr. F. Zurnsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

TELEFON: SAMMEL-NR. 225341TELEPHONE: COLLECTIVE NO. 225341 TELEX 529979 ⁸ MÜNCHEN 2,TELEX 529979 ⁸ MUNICH 2, TELEX 529979 BRAUHAUSSTRASSETELEX 529979 BRAUHAUSSTRASSE TELEGRAMME: ZUMPATTELEGRAMS: ZUMPAT

POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139-809. BLZ 70010080CHECK ACCOUNT: MUNICH 91139-809. Bank code 70010080

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER KTO.-NR. 397997 BLZ 7OO3O6OOBANK ACCOUNT: BANKHAUS H. AUFHÄUSER ACCOUNT NO. 397997 BLZ 7OO3O6OO

3/Li
PG/74/10563 / Li
PG / 74/1056

Takahiro UENO, Wakayamashi, Wakayama,Japan jjj 22155 S5* ■■■■ ^bIb ^mi ^tS 55 SS* ■■■■ <mX 352! S5 S^EJ^^S ^5I S·? tSSHSSi v^5S^S 35S ^^*S!h S*b* SiSp 35> SiSSbv ·.·* ^p»· I5£ S>5 ^55 ^Sb b5S ■■■■> νίΐΐίΐ S^S ^vS bvv Takahiro UENO, Wakayamashi, Wakayama, Japan jjj 22155 S5 * ■■■■ ^ bIb ^ mi ^ tS 55 SS * ■■■■ <mX 352! S5 S ^ EJ ^^ S ^ 5I S tSSHSSi v ^ 5S ^ S 35S ^^ * S! h S * b * SiSp 35> SiSSbv ·. · * ^ p »· I5 £ S> 5 ^ 55 ^ Sb b5S ■■■■> νίΐΐίΐ S ^ S ^ vS bvv

Als Luftkompressor arbeitende MaschineMachine working as an air compressor

Zusatzanmeldung zu Patent PatentanmeldungAdditional application to patent patent application

P 24 04 655.7 )P 24 04 655.7)

Die Erfindung betrifft eine Maschine, die als Luftkompressor arbeiten kann, und insbesondere eine Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug.The invention relates to a machine that can operate as an air compressor, and more particularly to an internal combustion engine for a vehicle.

Die Erfindung bezieht sich damit auf eine Maschine für sämtliche Arten von Fahrzeugen, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, Straßenbahnen, Schiffe, Flugzeuge usw. und umfaßt alle Arten von Brennkraftmaschinen, beispielsweise den Benzinmotor, den Dieselmotor, den· Rotationskolbenmotor usw.The invention thus relates to a machine for all types of vehicles, for example for motor vehicles, trams, Ships, aircraft, etc. and includes all types of internal combustion engines, for example the gasoline engine, the diesel engine, the rotary piston engine etc.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden .nur ein 4-Takt-Benzinmotor beschrieben, der schwer als Luftkompressor betrie-To explain the invention, in the following .only a 4-stroke gasoline engine described, which is difficult to operate as an air compressor

4Q9885/CU164Q9885 / CU16

ben werden kann.can be practiced.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Zylinder einer solchen Maschine in zwei Gruppen zu unterteilen, um eine voneinander getrennte Arbeitsweise jeder Zylindergruppe zu erhalten. Die Arbeit der Zylindergruppen kann.auf verschiedene Weise kombiniert werden, beispielsweise in der Weise, daß die Arbeitsweise sämtlicher Zylinder die eines Motors ist, oder daß die Arbeitsweise einer Zylindergruppe die eines Motors und die der anderen Zylindergruppe die eines Luftkompressors ist, oder daß die Arbeitsweise sämtlicher Zylinder die eines Luftkompressors ist usw. Damit ist eine einzige Maschine für viele Verwendungszwecke geeignet. Es wurde weiterhin vorgeschlagen, die Maschine in ein Fahrzeug einzubauen, so daß dessen Fahreigenschaften verbessert werden, und insbesondere bei der Verwendung der Maschine als Motorbremse der Brennstoffverbrauch gering ist und eine Umweltverschmutzung somit vermieden werden kann.It has already been proposed to divide the cylinders of such a machine into two groups in order to separate one from one another Working method of each cylinder group. The work of the cylinder groups can be combined in different ways be, for example in such a way that the operation of all cylinders is that of an engine, or that the operation one cylinder group that of an engine and that of the other cylinder group that of an air compressor, or that the operation of all cylinders is that of an air compressor, etc. This makes a single machine suitable for many purposes. It has also been proposed to build the machine into a vehicle so that its driveability can be improved and especially when the machine is used as an engine brake, fuel consumption is low and environmental pollution thus can be avoided.

• ■• ■

Die während des Abbremsens eines Fahrzeuges erhaltene Druckluft kann weiterhin zum Starten einer Maschine, zum Betreiben einer Maschine als Luftmotor oder zum Betreiben einer Saugluftein--■ richtung zum Bremsen eines Fahrzeuges verwandt werden.The compressed air received while braking a vehicle can also be used to start a machine, to operate a machine as an air motor or to operate a suction air inlet direction to be used to brake a vehicle.

Die Erfindung hat eine Verbesserung einer solchen Maschine zum Gegenstand und betrifft hauptsächlich eine mit der zum Zeitpunkt des Bremsens oder zu einem anderen gewünschten Zeitpunkt erhaltenen Druckluft vorverdichtete Maschine mit zwei Nockenwellen, Für den Fall, daß die Maschine bei einem Schiff eingesetzt wird, werden erfindungsgemäß weiterhin Konstruktionen geliefert, die Maschine abzubremsen, das Luftanlassen und aen Lauf der Maschine anzuhalten und die Maschine in eine umgekehrte Umdrehung zu setzen und diese Umdrehung aufrecht zu erhalten.The subject of the invention is an improvement of such a machine and mainly relates to a machine with two camshafts precompressed with the compressed air obtained at the time of braking or at any other desired time constructions delivered to brake the machine to stop the air tempering and ate operation of the machine and set the machine in a reverse rotation and to receive this revolution upright.

Die erfindungsgemäße Maschine kann selbst dann, wenn sie nur •inen einzigen Zylinder aufweist, als Luftfeompressor oder* Luft-The machine according to the invention can even if only • has a single cylinder, as an air compressor or * air

4ÖSS8S/041S4ÖSS8S / 041S

motor betrieben werden.motor operated.

Die Erfindung geht von einer bekannten Maschine aus, die einen, oder mehrere Zylinder, Kolben, die in jedem Zylinder gleiten können, Einlaß- und Auslaßventile zum öffnen und Schließen der Einlaß- und Auslaßöffnungen, die am oberen Abschnitt der Zylinder vorgesehen sind, zwei Nockenwellen mit den Nocken zum Betätigen der Einlaß- und der Auslaßventile, eine Übertragungseinrichtung, um die Drehung der Kurbelwelle auf beide Nockenwellen zu übertragen, eine Luftzuführung, die mit der Einlaßöffnung in Verbindung steht, um diese mit Luft und Brennstoff . zu versorgen, und eine Einrichtung aufweist, die mit der Auslaßöffnung in Verbindung steht, um das Abgas und andere Gase abzuleiten.The invention is based on a known machine that has a or several cylinders, pistons that slide in each cylinder, intake and exhaust valves to open and close the Inlet and outlet ports, which are provided on the upper portion of the cylinder, two camshafts with the cams for Actuate the intake and exhaust valves, a transmission device, to control the rotation of the crankshaft on both camshafts to transmit, an air supply which is in communication with the inlet opening in order to supply this with air and fuel. to supply, and means in communication with the outlet port for the exhaust gas and other gases derive.

Um als Luftkompressor zu arbeiten, benötigt die Maschine eine Luftzuführungseinrichtung, um die Brennstoffversorgung einer oder mehrerer Kammern zu unterbrechen und diese nur mit Luft zu versorgen, eine Luftentnahmevorrichtung, um zu einem gewünschten Zeitpunkt die in den Kammern komprimierte Luft zu entnehmen, einen Behälter zum Speichern der Druckluft, der mit dem Auslaßrohr in Verbindung steht, das einen Teil der Luftentnahmevorrichtung bildet, eine Betätigungseinrichtung, um zu einem gewünschten Zeitpunkt die Luftzuführungseinrichtung und die Luftentnahmeeinrichtung zu betätigen,und andere Einrichtungen, Die Luftzuführungseinrichtung stellt eine Einrichtung dar, die die Kammern nur mit Luft versorgt, indem sie die Brennstoffzufuhr zum Vergaser über ein Magnetventil unterbricht oder den Weg einer Einlaßleitung ändert, und die eine Einrichtung enthält, die eine Ventilsteuerung für die Einlaß- und Auslaßventile bei der Luftkompressiortsarbeitsweise liefert. Die Be- " tätigungseinrichtung stellt eine Einrichtung dar, die die Mag- netventile der Luftzuführungseinrichtung und der Luftentnahmeeinrichtung und weitere Einrichtungen zu einem bestimmten' punkt betätigt. Die Lüftentnahmeeinrachtung kanu d&ri> -To work as an air compressor, the machine needs one Air supply device to interrupt the fuel supply to one or more chambers and these only with air to supply, an air extraction device to the compressed air in the chambers at a desired time remove, a container for storing the compressed air, which is in communication with the outlet pipe, which is a part of the air extraction device forms, an actuating device to at a desired point in time the air supply device and to operate the air extraction device, and other devices, The air supply device is a device that supplies the chambers with air only by stopping the fuel supply to the carburetor via a solenoid valve or changes the path of an inlet line, and the one device contains a valve control for the intake and exhaust valves in the air compression mode of operation. The actuation device represents a device that the solenoid valves the air supply device and the air extraction device and other devices operated at a certain point. The ventilation inlet duct canoe d & ri> -

40 9 885/0^1 6ίοe^v*40 9 885/0 ^ 1 6ίοe ^ v *

kanal über ein Magnetventil ändern und somit die komprimierte Luft speichern.change channel via a solenoid valve and thus the compressed Store air.

Die erfindungsgemäße Maschine kann dazu gebracht werden, daß sie als Luftkompressor arbeitet, indem der Drehwinkel einer Nockenwelle für ein Auslaßventil in Hinblick auf die Kurbelwelle geändert wird und die Nockenwellen für die Einlaß- und Auslaßventile mit der gleichen Drehzahl, wie die Kurbelwelle, laufen.The machine according to the invention can be made to works as an air compressor by changing the angle of rotation of a camshaft for an exhaust valve with respect to the crankshaft and the camshafts for the intake and exhaust valves run at the same speed as the crankshaft.

Die erfindungsgemäße Maschine soll weiterhin als Kompressor oder im Leerlauf arbeiten können, indem die Brennstoffversorgung für die Hälfte der Kammern unterbrochen wird, und diese Kammern nur mit Luft versorgt werden, wodurch der Brennstoffverbrauch herabgesetzt und damit eine Luftverschmutzung vermieden wird.The machine according to the invention should continue to be used as a compressor or can operate idle by cutting off the fuel supply to half of the chambers and these Chambers are only supplied with air, which reduces fuel consumption and thus avoids air pollution will.

Die erfindungsgemäße Maschine soll als Luftkompressor arbeiten können, der die Luft durch eine Auslaßöffnung ansaugen kann, wenn der Drehwinkel einer Nockenwelle für ein Auslaßventil bezüglich der Kurbelwelle geändert ist, und die Luft mit Hilfe eines automatischen Ventiles, das am Zylinderkopf vorgesehen ist, auslassen kann.The machine according to the invention should be able to work as an air compressor that can suck in the air through an outlet opening, when the angle of rotation of a camshaft for an exhaust valve with respect to the crankshaft is changed, and the air with the aid an automatic valve provided on the cylinder head can be omitted.

Die erfindungsgemäße Maschine weistzwei Paare von Übertragungseinrichtungen auf , um die Drehung einer Kurbelwelle auf jede Nockenwelle zu übertragen. Dabei dient das eine Paar der Übertragungseinrichtungen für die Arbeitsweise als Motor, während das andere Paar für die Arbeitsweise als Luftkompressor vorgesehen ist und ein Einlaß- und ein Auslaßventil veranlaßt, Luft anzusaugen.The machine according to the invention has two pairs of transmission devices for the rotation of a crankshaft to transmit each camshaft. One pair of transmission devices is used to operate as a motor while the other pair is intended to operate as an air compressor and causes an inlet and an outlet valve, Sucking in air.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine, die als Luftkompressor arbeiten kann, können die Zylinder in zwei Gruppen unterteilt sein. Die Arbeitsweise der ersten Zylindergruppe ist die eines Motors, während die Arbeitsweise der zweiten ZylindergruppeIn the machine according to the invention, which can work as an air compressor, the cylinders can be divided into two groups be. The first group of cylinders works like an engine, while the second group of cylinders works

409885/0416409885/0416

die eines Kompressors ist. Der hohe Druck der von der als Kompressor arbeitenden Zylindergruppe erhaltenen Druckluft wird herabgesetzt und zum Vorverdichten der ersten Zylindergruppe verwandt, wodurch die Leistung der Maschine erhöht wird und ein fortlaufender verschleißfreier Betrieb der Maschine erhalten wird.that of a compressor. The high pressure of the used as a compressor working cylinder group obtained compressed air is reduced and to precompress the first cylinder group related, which increases the performance of the machine and maintains a continuous wear-free operation of the machine will.

Die in dem Teil der erfindungsgemäßen Maschine, der als Luftkompressor arbeitet, erzeugte Druckluft kann zum Betrieb einer Druckluftmaschine oder Drucklüfteinrichtung verwandt werden. Die nach der Verwendung unter niedrigem Druck stehende Luft und die Restluft in dem als Kompressor arbeitenden Teil der Maschine werden rückgewonnen, um einen Teil der Maschine vorzuverdichten. Auf diese Weise wird die Druckluft wirkungsvoll ausgenutzt und eine Geräuschentwicklung der Druckluftmaschine oder Druckluftvorrichtung verhindert.In the part of the machine according to the invention that is used as an air compressor works, generated compressed air can be used to operate a compressed air machine or pressure release device. The air that is under low pressure after use and the remaining air in the part of the machine that works as a compressor are recovered in order to precompact part of the machine. In this way, the compressed air is used effectively and prevents noise from the compressed air machine or compressed air device.

Die erfindungsgemäße Maschine kann durch Einblasen von Druckluft durch die Auslaßöffnung für das Restgas in die normale Richtung gedreht werden und durch eine Änderung der Ventilsteuerung der Einlaß-, Auslaß- und Restgas-Auslaßventile in die umgekehrte Richtung gedreht werden. ·The machine according to the invention can by blowing compressed air through the outlet opening for the residual gas in the normal Direction are rotated and by changing the valve timing of the inlet, outlet and residual gas outlet valves in the can be rotated in the opposite direction. ·

Weiterhin kann zum Zeitpunkt der Umkehr der Drehrichtung der Maschine von der normalen Drehrichtung in die entgegengesetzte Drehrichtung die Maschine dadurch gebremst werden, daß sich ihre Arbeitsweise als Motor in die Arbeitsweise eines Kompressors ändert und die der Maschine eigene kinetische Energie für die normale Drehung absorbiert wird, so daß die Maschine schnell in die entgegengesetzte Drehung kommt, ohne daß kinetische Energie verlorengeht.Furthermore, at the time of reversing the direction of rotation of the machine from the normal direction of rotation to the opposite Direction of rotation the machine can be braked by converting its operation as a motor into the operation of a compressor changes and the machine's own kinetic energy for normal rotation is absorbed, making the machine fast comes into the opposite rotation without losing kinetic energy.

Die erfindungsgemäße Maschine kann durch ein Einblasen von Luft unter hohem Druck durch eine Auslaßöffnung in die normale oder umgekehrte Drehrichtung in Betrieb gesetzt werden.The machine according to the invention can by blowing air under high pressure through an outlet opening into the normal or reverse direction of rotation can be put into operation.

409885/0416409885/0416

Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformeri der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. The following are examples of preferred embodiments the invention explained in more detail with reference to the accompanying drawing.

Fig.1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine erste und eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine.Fig. 1 shows a schematic plan view of a first and a second embodiment of the machine according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansi.cht eines Zylinders der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine.Fig. 2 shows a sectional view of a cylinder of the first embodiment of the machine according to the invention.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht eines Zylinders der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine.Fig. 3 shows a sectional view of a cylinder of the second embodiment of the machine according to the invention.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung die Einlaß- und Auslaßkanäle der zweiten Ausführungsform.Fig. 4 shows in a schematic representation the inlet and outlet channels of the second embodiment.

Fig. 5 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Erfindung.Fig. 5 shows a partially sectioned plan view of a third embodiment of the invention.

Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht eines Nocken für ein Einlaßventil und eines Nocken für ein Auslaßventil der ersten Zylindergruppe der dritten Ausführungsforra der Erfindung.Fig. 6 shows a front view of a cam for an intake valve and a cam for an exhaust valve of the first cylinder group the third embodiment of the invention.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII in Fig. 6.FIG. 7 shows a sectional view along the line VII-VII in FIG Fig. 6.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht von geänderten
Nocken für Einlaß- und Auslaßventile der ersten Zylindergruppe der dritten Ausführungsform der Erfindung.Fig. 8 shows a perspective view of modified
Cams for intake and exhaust valves of the first cylinder group of the third embodiment of the invention.

Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht von Nocken für Einlaß- und
Auslaßventile der zweiten Zylindergruppe der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine.Fig. 9 shows a front view of cams for intake and
Exhaust valves of the second cylinder group of the third embodiment of the machine according to the invention.

Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie X-X in
Fig. 9.Fig. 10 shows a sectional view along the line XX in
Fig. 9.

Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie XI-XII in Fig. 9.FIG. 11 shows a sectional view along the line XI-XII in FIG. 9.

Fig. 12 zeigt eine erläuternde Darstellung der Einlaß- und
Auslaßkanäle der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine.Fig. 12 shows an explanatory diagram of the inlet and
Outlet channels of the third embodiment of the machine according to the invention.

Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht eines Zylinders mit einer Luftöffnung und einem Luftöffnungsventil für eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine.13 shows a sectional view of a cylinder with an air opening and an air opening valve for a fourth embodiment the machine according to the invention.

409.885/0416409.885 / 0416

Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht eines Zylinderkopfes mit einer Einrichtung zum Verstellen der Fadenkraft.14 shows a sectional view of a cylinder head with a device for adjusting the thread force.

Fig. 15 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Nocken zum Betätigen der Auslaßöffnung für das Restgas.15 shows a schematic front view of a cam for actuating the outlet opening for the residual gas.

Fig. 17 zeigt eine Endansicht längs der Linie XV-XV in Fig. 14.FIG. 17 is an end view taken along line XV-XV in FIG. 14.

Fig. 17 zeigt eine Endansicht längs der Linie VI-VI in Fig. 14.FIG. 17 shows an end view along the line VI-VI in FIG. 14.

Fig. 18 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Nocken zum Betätigen eines Einlaßventiles.Fig. 18 shows a schematic front view of a cam for actuating an intake valve.

Fig. 19 zeigt eine Endansicht längs der Linie XVIII-XVIII in Fig. 18.Figure 19 shows an end view along the line XVIII-XVIII in Fig. 18.

- Fig. 20 zeigt eine Endansicht längs der Linie XIX-XIX in Fig. 18.- Fig. 20 shows an end view along the line XIX-XIX in fig Fig. 18.

Fig. 21 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Nocken zum Betätigen eines Auslaßventiles.21 shows a schematic front view of a cam for actuating an exhaust valve.

Fig. 22 zeigt eine Endansicht längs der Linie XXI-XXI in Fig. 21.FIG. 22 is an end view taken along line XXI-XXI in FIG. 21.

Fig. 23 zeigt eine Endansicht längs der Linie XXII-XXII in Fig. 21.FIG. 23 is an end view taken along line XXII-XXII in FIG. 21.

In den Fig. 1 bis 4 ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Maschine, die als Luftkompressor arbeiten kann, anhand einer Maschine als Beispiel dargestellt, die mit zwei oben liegenden Nockenwellen versehen ist.In FIGS. 1 to 4, the structure of the machine according to the invention is which can work as an air compressor, shown using a machine as an example, the one with two on top Camshafts is provided.

Eine Maschine 1 ist mit einer bekannten Übertragungseinrichtung 4 zum übertragen der Drehung einer Kurbelwelle auf die Nockenwellen zur Arbeitsweise als Motor und daneben mit einer anderen Übertragungseinrichtung 5 versehen, um die Drehung der Kurbelwelle auf die Nockenwellen zur Arbeitsweise als Luftkompressor zu übertragen. Weiterhin sind eine Einrichtung zum Umschalten der zwei Übertragungseinrichtung und zum Ändern der Ein- und Auslaßkanäle sowie andere Einrichtungen vorgesehen. Jede derAn engine 1 is provided with a known transmission device 4 for transmitting the rotation of a crankshaft to the camshafts to operate as a motor and next to it provided with another transmission device 5 for the rotation of the crankshaft to be transferred to the camshafts to operate as an air compressor. There is also a device for switching of the two transmission devices and provided for changing the inlet and outlet channels and other devices. Each of the

40988b/ü41640988b / ü416

Übertragungseinrichtungen 4 und 5 kann eine Nockenwelle 6 für ein Einlaßventil oder eine Nockenwelle 7 für ein Auslaßventil jeweils betreiben.Transmission devices 4 and 5 can be a camshaft 6 for an intake valve or a camshaft 7 for an exhaust valve operate each.

Bei einer Maschine mit zwei oben liegenden Nockenwellen, die gewöhnlich bei Fahrzeugen für hohe Geschwindigkeiten verwandt wird, ist der Ventilöffnungswinkel des Nocken sehr groß_r beispielsweise 14O° und beträgt der Überschneidungswinkel etwa 50°. Die Übertragungseinrichtung 5 beseitigt eine solche Überschneidung und ändert die Ventilsteuerung zu einem gewünschten Zeitpunkt.In a machine with two overhead camshafts, which is usually used in vehicles for high speeds, the valve opening _{angle of the cam is very large r,} for example 140 ° and the angle of overlap is about 50 °. The transmission device 5 eliminates such an overlap and changes the valve control at a desired point in time.

Die Übertragungseinrichtung 4 für die Arbeitsweise als Motor enthält Kettenzahnräder 9,10 und 11, die drehbar an einer Kurbelwelle 8, einer Nockenwelle 6 oder einer Nockenwelle 7 jeweils befestigt sind, elektromagnetische Kupplungen 12,13,14, um die Kettenzahnräder 9,10 und 11 mit den entsprechenden Wellen 8,6 und 7 an einer vorbestimmten Stelle jeweils in Eingriff zu bringen, und eine Kette 15, um die Kettenzahnräder 9,10 und simultan in eine Richtung zu drehen. Wird ein elektrischer Strom durch die elektromagnetischen Kupplungen 12,13 und 14 geleitet, werden die Nockenwellen 6 und 7 in Drehung versetzt,wobei der Drehwinkel der Nockenwellen bezüglich der Kurbelwelle der gleiche wie der jeder Nockenwelle einer herkömmlichen Maschine ist. D.h., daß die Übertragungseinrichtung 4 für die Arbeitsweise als Motor Nockenwellen 6 und 7 mit einer Ventilsteuerung für die Motorarbeitsweise liefert.The transmission device 4 for operation as a motor contains sprocket wheels 9, 10 and 11, which are rotatable on a crankshaft 8, a camshaft 6 or a camshaft 7 are each attached, electromagnetic clutches 12,13,14 to the Sprockets 9,10 and 11 with the corresponding shafts 8,6 and 7 at a predetermined point in each case in engagement bring, and a chain 15 to rotate the sprockets 9,10 and simultaneously in one direction. Becomes an electric Current passed through the electromagnetic clutches 12, 13 and 14, the camshafts 6 and 7 are set in rotation, the angle of rotation of the camshafts with respect to the crankshaft is the same as that of any camshaft on a conventional machine. That is, the transmission device 4 for the Operation as an engine provides camshafts 6 and 7 with a valve control for engine operation.

Ähnlich wie die Übertragungseinrichtung 4 für die Arbeitsweise als Motor enthält die Übertragungseinrichtung 5 für die Arbeitsweise als Luftkompressor Kettenzahnräder 16,17,18, elektromagnetische Kupplungen 19,20,21 und eine Kette 22.Similar to the transmission device 4 for the operation as a motor, the transmission device 5 includes the operation as an air compressor, chain gears 16, 17, 18, electromagnetic clutches 19, 20, 21 and a chain 22.

Es gibt zwei Ausführungsformen, mit denen eine Arbeitsweise der Maschine 1 als Luftkompressor erreicht werden kann. Bei der ersten Aus führung s form wird Druckluft durch eine " AuslaßleitungThere are two embodiments with which a mode of operation of the machine 1 as an air compressor can be achieved. In the In the first embodiment, compressed air is supplied through an "exhaust line"

£09885/U4 1 6£ 09885 / U4 1 6

der Maschine 1 entnommen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, während bei der zweiten Ausführungsform eine Luftöffnung 28 zwischen einer Einlaßöffnung 26 und einer Auslaßöffnung 27 gebildet ist, und Druckluft durch ein automatisches Auslaßventil 29 entnommen wird, das in der Luftöffnung 29 vorgesehen ist.taken from the machine 1, as shown in FIG. 2, while in the second embodiment an air opening 28 formed between an inlet opening 26 and an outlet opening 27 and compressed air is taken out through an automatic exhaust valve 29 provided in the air port 29.

Im folgenden wird die erste Ausführungsform anhand von Fig. 2 näher erläutert. Das Kettenzahnrad 16 der Übertragungseinrichtung 5 hat den gleichen Durchmesser wie die Kettenzahnräder 17» 18 und kann die Nockenwellen 6 und 7 mit einer Drehzahl gleich der der Kurbelwelle 8 in Umdrehung versetzen. Dadurch werden die Einlaß- und Auslaßventile einmal bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 8 geöffnet und geschlossen, so daß die Viertaktmaschine eine Ventilsteuerung eines Zweitaktluftkompressors bekommt. Diese Ventilsteuerung wird mit Hilfe von elektromagnetischen Kupplungen 20,21 geregelt. Die elektromagnetische Kupplung 20 kann das Kettenzahnrad 17 mit der Nockenwelle 6 koppeln, so daß der Auspufftakt zu einem Zeitpunkt, der bezüglich des entsprechenden Zeitpunkts bei der Arbeitsweise als Motor etwas verzögert ist und damit erst dann erfolgt, wenn der Kolben vom oberen Totpunkt bereits am Niedergehen ist.The first embodiment is explained in more detail below with reference to FIG. The sprocket 16 of the transmission device 5 has the same diameter as the sprockets 17 »18 and the camshafts 6 and 7 can have the same speed set the crankshaft 8 in rotation. This causes the intake and exhaust valves to open once for each revolution of the Crankshaft 8 opened and closed, so that the four-stroke engine gets a valve control of a two-stroke air compressor. This valve control is regulated with the aid of electromagnetic clutches 20, 21. The electromagnetic clutch 20 can couple the sprocket wheel 17 to the camshaft 6, so that the exhaust stroke at a point in time that is related to the corresponding point in time when operating as a motor is somewhat delayed and therefore only takes place when the piston is already going down from top dead center.

Die magnetische Kopplung 21, die an der Nockenwelle 7 für das Auslaßventil 32 vorgesehen ist, kann das Kettenzahnrad 18 mit der Nockenwelle 7 koppeln, so daß das Auslaßventil 32 geschlossen wird, wenn der Kolben den unteren Totpunkt erreicht.The magnetic coupling 21 on the camshaft 7 for the Exhaust valve 32 is provided, the sprocket 18 can couple with the camshaft 7 so that the exhaust valve 32 is closed when the piston reaches bottom dead center.

Die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine kann so ausgelegt sein, daß der Unterschied zwischen ihrer Arbeitsweise als Motor und als Luftkompressor lediglich in ihren Drehzahlen besteht, indem nur zwei elektromagnetische Ventile 12,19 vorgesehen werden und die Kettenzahnräder 11,13,17,18 auf den Nockenwellen 6,7 und 12 jeweils fest angebracht werden.The first embodiment of the machine according to the invention can be designed so that the difference between their operation as a motor and as an air compressor only exists in terms of their speeds, in that only two electromagnetic valves 12, 19 are provided and the sprockets 11,13,17,18 on the camshafts 6,7 and 12 are each firmly attached.

Eine Einlaßleitung 24, die mit einer Einlaßöffnung 26 in Ver-An inlet line 24 which is connected to an inlet port 26 in

4 0 9 8 8 5 / 0 A 1 64 0 9 8 8 5/0 A 1 6

bindung steht, ist an eine Leitung 35 angeschlossen, die zu einem Luftbehälter T zum Speichern der Druckluft führt, die während des Kompressionsbetriebes der Maschine erhalten wird. Der Luftbehälter T kann Luft mit einem Druck von 8 bis 16 kg/cm im Falle eines Betriebes der Maschine als einstufiger Luftkompressor und mit einem Druck von 20 bis 30 kg/cm im Falle eines Betriebes der Maschine als zweistufiger Luftkompressor und in dem Fall, in dem die Maschine ein Dieselmotor ist, speichern. Die Leitung 35 steht über ein Dreiwegmagnetventil 36 mit der Einlaßleitung 24 in Verbindung und kann die Einlaßöffnung 26 mit einem Brennstoffgasgemisch, nur mit Luft oder mit Luft unter hohem Druck versorgen. Das Dreiwegmagnetventil 36 wird durch eine Betätigungseinrichtung betrieben.bond is connected to a line 35 which leads to an air tank T for storing the compressed air is obtained during the compression operation of the machine. The air tank T can hold air at a pressure of 8 to 16 kg / cm in the case of operating the machine as a single-stage air compressor and with a pressure of 20 to 30 kg / cm in the case of operating the machine as a two-stage air compressor and in the case in which the machine is a diesel engine. The line 35 is via a three-way solenoid valve 36 with the inlet line 24 in communication and the inlet opening 26 with a fuel gas mixture, only with air or with Supply air under high pressure. The three-way solenoid valve 36 is operated by an actuator.

Eine Leitung 37t die mit dem Luftbehälter T in Verbindung steht, ist über ein Dreiwegmagnetventil an die Auslaßleitung 25 angeschlossen, die mit der Auslaßöffnung 27 in Verbindung steht.A line 37t which is in communication with the air tank T is connected to the outlet line 25 via a three-way solenoid valve, which is in communication with the outlet opening 27.

Ein Rückschlagventil 39 ist in der Leitung 37 vorgesehen, so daß ein Strömen von Luft unter hohem Druck im Luftbehälter T zur Auslaßöffnung verhindert wird.A check valve 39 is provided in the line 37 so that a flow of air under high pressure in the air tank T to the outlet opening is prevented.

Wenn die Maschine als Kompressor arbeiten soll, werden die Dreiwegmagnetventile 36,38 mit Hilfe der Betätigungseinrichtungen so geöffnet, daß Luft in die Richtung X strömt und wird durch ein Entregen der elektromagnetischen Kupplung 12 und ein Erregen der elektromagnetischen Kupplung 19 die Ventilsteuerung in die für den Kompressionsbetrieb geeignete Steuerung umgewandelt. When the machine is to work as a compressor, the three-way solenoid valves 36, 38 are activated with the aid of the actuating devices opened so that air flows in the direction X and is by de-energizing the electromagnetic clutch 12 and a When the electromagnetic clutch 19 is excited, the valve control is converted into the control suitable for the compression mode.

Die durch einen Vergaser geströmte Luft wird durch die Einlaßöffnung 26 in eine Kammer geleitet, dort komprimiert und dann durch die Auslaßöffnung 27 und das Dreiwegmagnetventil 38 in den Luftbehälter T zur Speicherung geleitet.The air that has passed through a carburetor is through the intake port 26 passed into a chamber, compressed there and then through the outlet opening 27 and the three-way solenoid valve 38 in the air tank T passed for storage.

409885/0416409885/0416

Neben dieser Arbeitsweis als Luftkompressor kann diese erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine mit dem oben beschriebenen Aufbau auch als Luftmotor zum Antreiben einer Kurbelwelle arbeiten.In addition to this mode of operation as an air compressor, this first embodiment of the machine according to the invention can with the above described structure also work as an air motor for driving a crankshaft.

Wenn die Maschine in der normalen Drehrichtung als Luftmotor arbeiten soll, werden die Dreiwegmagnetventile 36,38 durch ihre Betätigungseinrichtungen so geöffnet, daß Luft in die Richtung Y fließt, und die Einlaß- und Auslaßventile werden zu den gleichen Zeitpunkten wie beim Kompressionsbetrieb betätigt.If the machine is to work in the normal direction of rotation as an air motor, the three-way solenoid valves 36, 38 are through their actuators opened so that air flows in direction Y and the intake and exhaust valves are closed actuated at the same times as in the compression mode.

Wenn die Strömung in Richtung Y durch das DreiwegmagnetventilWhen the flow is in direction Y through the three-way solenoid valve

36 verläuft, strömt Druckluft mit einem Druck von 8 bis36 runs, compressed air flows with a pressure of 8 to

16 kg/cm im Falle eines Benzinmotors oder von 20 bis 50 kg/cm im Falle eines Dieselmotors im Luftbehälter T zur Einlaßöffnung 26 und wird durch Öffnen des Einlaßventiles der Kammer geliefert, wodurch der Kolben herabgedrückt wird. Die Energie der Luft unter hohem Druck wird zum Betrieb des Kolbens verbraucht, und die Luft wird anschließend durch die Auslaßleitung 25 durch ein Öffnen des Auslaßventiles 32 ausgestoßen.16 kg / cm in the case of a gasoline engine or from 20 to 50 kg / cm in the case of a diesel engine in the air tank T to the inlet opening 26 and is by opening the inlet valve of the chamber delivered, which depresses the piston. The energy of the air under high pressure is used to operate the piston, and the air is then expelled through exhaust line 25 by opening exhaust valve 32.

Wenn die Maschine andererseits mit umgekehrter Drehrichtung als Luftmotor betrieben wird, werden die Dreiwegmagnetventile 36, 38 in Richtung X geöffnet und wird Druckluft durch die LeitungIf, on the other hand, the machine is operated in the reverse direction of rotation as an air motor, the three-way solenoid valves 36, 38 opens in direction X and compressed air is passed through the line

37 und die Auslaßöffnung 27 in die Kammern geleitet und dann durch die Einlaßleitung 24 ausgestoßen.37 and the outlet port 27 are passed into the chambers and then expelled through the inlet conduit 24.

Im folgenden wird anhand von Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert. A second embodiment of the invention is explained below with reference to FIG.

Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform kann die Kupplung 20 der Übertragungseinrichtung 5 das Kettenzahnrad 17 mit der Nockenwelle 6 koppeln, so daß das Einlaßventil 31 geöffnet wird, wenn sich der Kolben vom oberen Totpunkt absenkt.Similar to the first embodiment, the clutch 20 of the transmission device 5, the sprocket 17 with the Couple camshaft 6 so that inlet valve 31 is opened when the piston descends from top dead center.

409885/0416409885/0416

243Ί828243Ί828

Das Kettenzahnrad 18 der Nockenwelle 7 öffnet das Auslaßventil beim Absenken des Kolbens vom oberen Totpunkt zu einer Zeit, die dem Explosionstakt des Motorbetriebes entspricht, da das Kettenzahnrad 18 mit der Magnetkupplung 21 in einer Lage in Eingriff steht, die für eine solche Ventilöffnung geeignet ist.The sprocket 18 of the camshaft 7 opens the exhaust valve when the piston is lowered from top dead center to a Time that corresponds to the explosion cycle of the engine operation, since the sprocket 18 with the magnetic coupling 21 in a Position is engaged, which is suitable for such a valve opening.

Das Kettenzahnrad 16 hat einen Durchmesser, der gleich der Hälfte des Durchmessers des Kettenzahnrads 17 oder 18 ist. Während des Luftkompressionsbetriebes werden die Einlaß- und Auslaßventile wechselweise einmal bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 8 geöffnet, während der Kolben abgesenkt wird. Wenn jedoch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Kettenzahnrad 16 und den Kettenzahnrädern 17,18 1:1 gemacht wird, dreht sich jede Nockenwelle einmal bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, und die Einlaß-und Auslaßventile werden gleichzeitig an Zeitpunkten geöffnet, die dem Ansaugtakt und dem Explosionstakt des Motorbetriebes entsprechen, so daß eine größere Luftmenge angesaugt werden kann.The sprocket 16 has a diameter which is equal to half the diameter of the sprocket 17 or 18. During the air compression operation, the intake and exhaust valves are opened alternately once every two revolutions of the crankshaft 8 opened while the piston is being lowered. However, if the gear ratio between the sprocket 16 and the chain sprockets 17, 18 are made 1: 1, each camshaft rotates once for each revolution of the crankshaft, and the inlet and outlet valves are turned on simultaneously Opened times which correspond to the intake stroke and the explosion stroke of the engine operation, so that a larger amount of air can be sucked.

Beim Luftkompressionsbetrieb wird dem Auslaßventil Luft nur durch einen unten beschriebenen, veränderten Ansaugkanal geliefert, und das Auslaßventil arbeitet nur als Ansaugventil.In air compression mode, air is only supplied to the exhaust valve through a modified intake duct described below, and the exhaust valve works only as a suction valve.

Das automatische Auslaßventil 29 ist an jedem Zylinderkopf der Maschine 1 vorgesehen und kann beim Betrieb als Motor mit Hilfe . von Öl unter Druck, Luftdruck oder eine elektrische Einrichtung geschlossen werden und beim Betrieb als Luftkompressor automatisch die in den Zylindern auf einen bestimmten Druch komprimierte Luft ausstoßen, wobei die Auslaßöffnung 28 des automatischen Auslaßventiles über eine Leitung mit dem Luftbehälter T in Verbindung steht. Als automatisches Auslaßventil kann beispielsweise ein Luftladeventil verwandt werden.The automatic exhaust valve 29 is provided on each cylinder head of the engine 1 and can be operated as an engine with the help . can be closed by oil under pressure, air pressure or an electrical device and when operating as an air compressor automatically the compressed in the cylinders to a certain pressure Eject air, the outlet port 28 of the automatic exhaust valve via a line with the air tank T in communication stands. An air loading valve, for example, can be used as the automatic exhaust valve.

Im folgenden werden anhand von Fig. 4 die Arbeitsweise und dieIn the following with reference to Fig. 4, the operation and the

409885/0416409885/0416

Einlaß- und Auslaßkanäle der zweiten Ausführungsform erläutert. Währai d des Motorbetriebes arbeitet in der Maschine 1 die Übertragungseinrichtung für den Motorbetrieb. Ein Brennstoffluftgemisch, das durch einen Vergaser 40 und die Einlaßleitung 24 in jeden Zylinder gesaugt wird, wird dort verbrannt, und das Abgas wird durch die Auslaßleitung 25 und die Abgasöffnung 41 ausgestoßen. Inlet and outlet passages of the second embodiment explained. The transmission device operates in the machine 1 while the engine is operating for engine operation. A fuel-air mixture which is passed through a carburetor 40 and the inlet line 24 in is sucked into each cylinder is burned there, and the exhaust gas is discharged through the exhaust pipe 25 and the exhaust port 41.

Beim Umschalten vom Motorbetrieb auf den Luftkompressionsbetrieb werden,die elektromagnetischen Kupplungen 12,13»14 entregt und werden stattdessen die elektromagnetischen Kupplungen 19,20,21 erregt, um den Drehwinkel der Nockenwellen für die Einlaß- und Auslaßventile zu ändern und damit ein Zweiwegmagnetventil 42 zu öffnen, anschließend ein Zweiwegmagnetventil 43 und ein nicht dargestelltes Magnetventil zum Schließen der Brennstoffleitung im Vergaser 40 zuschließen, so daß der Einlaßkanal geändert ist. Der Druck einer Preßeinrichtung 44, die das automatische Auslaßventil 29 mit Hilfe eines Öldruckes oder Luftdruckes geschlossen hat, wird gelöst. In diesem Zustand wird die durch den Vergaser 40 und die Einlaß- und Auslaßleitungen 24,25 geströmte Luft durch die Einlaß- und Auslaßöffnungen in den Zylinder gesaugt, bis ein bestimmter Druck erhalten wird, und dann durch das automatische Auslaßventil 29, ein Leitungssystem und ein Rückschlagventil 46 in den Luftbehälter T geleitet und dort gespeichert.When switching from engine operation to air compression operation, the electromagnetic clutches 12, 13 »14 are de-energized and instead the electromagnetic clutches 19, 20, 21 are excited to adjust the angle of rotation of the camshafts for the To change inlet and outlet valves and thus to open a two-way solenoid valve 42, then a two-way solenoid valve 43 and a solenoid valve, not shown, to close the fuel line in the carburetor 40 so that the inlet port is changed. The pressure of a pressing device 44, which the automatic exhaust valve 29 with the help of an oil pressure or Air pressure has closed is released. In this condition, the through the carburetor 40 and the inlet and outlet lines 24.25 flowed air is sucked into the cylinder through the inlet and outlet ports until a certain pressure is obtained, and then through the automatic exhaust valve 29, a piping system and a check valve 46 is passed into the air tank T and stored there.

Bei der zweiten Ausführungsform ist für jedes Kettenzahnrad eine elektromagnetische Kupplung vorgesehen, um die Drehgeräusche und den Energieverbrauch der während eines Betriebes nicht benutzten Kettenzahnräder herabzusetzen. Zum Betrieb sind wenigstens drei Kettenzahnräder ausreichend, und die Lage dieser Kettenzahnräder kann auf verschiedene Weise geändert werden. Durch eine Unterteilung der beiden Nockenwellen in zwei Teile im geeigneten Verhältnis, beispielsweise 3:3 bei 6 Zylindern, und durch eine elektromagnetische Kupplung, wie sie durch eineIn the second embodiment, an electromagnetic clutch is provided for each sprocket to reduce the rotating noise and the energy consumption of those not used during operation Reduce sprockets. At least three sprockets and their position are sufficient for operation Sprockets can be changed in a number of ways. By dividing the two camshafts into two parts in a suitable ratio, for example 3: 3 with 6 cylinders, and by an electromagnetic clutch, as represented by a

409885/0416409885/0416

imaginäre Linie in Fig. 1 dargestellt ist, an den Unterteilungspunkten, um die beiden Teile frei miteinander zu verbinden,kann ein Teil der Maschine, beispielsweise die in Fig. 1 linken drei Zylinder, im Motorbetrieb arbeiten, während der andere Teil, in Fig. 1 die rechten drei Zylinder, im Luftkompressionsbetrieb arbeitet. In diesem Fall werden die Einlaß- und die Auslaßkanäle geeignet geändert.imaginary line shown in Fig. 1, at the dividing points in order to freely connect the two parts together one part of the machine, for example the three cylinders on the left in FIG. 1, operate in engine mode, while the other part, in Fig. 1 the right three cylinders, working in air compression mode. In this case, the inlet and outlet channels appropriately changed.

Der Aufbau der beiden ersten Ausführungsformen kann auf alle Maschinen mit zwei Nockenwellen, d.h. auf seitengesteuerte und oben gesteuerte Maschinen und ebenfalls auf Benzinmotoren und Dieselmotoren angewandt werden.The structure of the first two embodiments can be applied to all machines with two camshafts, i.e. on side-controlled and top-controlled machines and also on petrol engines and Diesel engines are applied.

Da eine mit zwei oben liegenden Nockenwellen versehene Maschine für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb bestimmt ist und eine geringe träge Masse aufweist, werden bei einem Betrieb einer solchen Maschine als Luftkompressor die Einlaß- und Auslaßventile zweimal so oft geöffnet und geschlossen, wie es beim Motorbetrieb der Fall ist, ohne daß ein Schlagen oder Stoßen auftritt.Since an engine with two overhead camshafts is designed for high-speed operation and a small one Has inert mass, the inlet and outlet valves are when such a machine is operated as an air compressor opened and closed twice as often as running the engine without hitting or knocking.

In den Fig. 5 bis 12 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der Maschine in einem Fahrzeug beim Luftkompressionsbetrieb dienen soll.5 to 12 is a third embodiment of the invention shown, which serve to explain the operation of the machine in a vehicle in the air compression mode target.

Eine Maschine 51 ist so ausgelegt, daß nur die rechten drei Zylinder im Luftkompressionsbetrieb arbeiten können, indem sie nur mit Luft versorgt werden.An engine 51 is designed so that only the right three cylinders can operate in air compression mode by only being supplied with air.

Die Maschine 51 arbeitet in fünf verschiedenen Arbeitsweisen. Entweder arbeiten alle Zylinder in der Arbeitsweise eines Motors, oder es arbeiten die linken drei Zylinder 52, d.h. die erste Zylindergruppe, in der Arbeitsweise eines Motors, während die rechten drei Zylinder 53, d.h. die zweite Zylindergruppe, in der Arbeitsweise eines Luftkompressors arbeiten* oder dieThe machine 51 operates in five different modes. Either all cylinders work in the same way as an engine, or the left three cylinders 52, i.e. the first cylinder group, operate in the manner of an engine while the right three cylinders 53, i.e. the second cylinder group, in how an air compressor works * or the

409885/0416409885/0416

erste Zylindergruppe arbeitet als vorverdichteter Motor, wobei die zweite Gruppe als Vorverdichter für die erste Gruppe arbeitet, oder die erste Gruppe arbeitet als Motor, wenn die zweite Gruppe sich im Leerlaufzustand befindet.first cylinder group works as a supercharged motor, with the second group working as a supercharger for the first group, or the first group operates as an engine when the second group is idle.

Die Nockenwelle 54 der ersten Zylindergruppe 52 kann mit Hilfe einer Umschalteinrichtung in drei Stufen axial bewegt werden, während die zweite Gruppe 53 durch eine zweistufige Umschalteinrichtung axial bewegt wird. Weiterhin ist der Endabschnitt der Nockenwelle 54t die an die Nockenwelle 55 angrenzt,zylindrisch ausgebildet und drehbar und verschiebbar über ein Lager vom Maschinenkörper gehalten. An diesen zylindrischen Endabschnitt der Nockenwelle 54 ist die Nockenwelle 55 drehbar und verschiebbar gehalten.The camshaft 54 of the first cylinder group 52 can be moved axially in three stages with the aid of a switching device, while the second group 53 is moved axially by a two-stage switching device. Furthermore, the end portion of the camshaft 54 t adjoining the camshaft 55 is of cylindrical design and is rotatably and displaceably held by the machine body via a bearing. The camshaft 55 is held rotatably and displaceably on this cylindrical end section of the camshaft 54.

In den Fig. 6 und 7 sind ein Nocken 57 für ein Einlaßventil und ein Nocken 58 für ein Auslaßventil dargestellt, die auf der Nockenwelle 54 der ersten Zylindergruppe 52 vorgesehen sind.6 and 7, a cam 57 for an intake valve and a cam 58 for an exhaust valve are shown, which on the Camshaft 54 of the first cylinder group 52 are provided.

Der Nocken 57 für das Einlaßventil weist ein normales Nockenteil 59 für eine normale Überschneidung und ein Vorverdichtungsnockenteil 60 mit einer höheren Überschneidung auf. Das Vorverdichtungsnockenteil 60 ist zu dem Zweck vorgesehen, den Überschneidungswinkel relativ groß zu machen, um das Einlaßventil zu öffnen, bevor das Auslaßventil geschlossen ist, so daß das gesamte Restgas im Verdichtungsraum am Ende des Auspufftaktes durch neu eingeleitete Luft ausgestoßen wird, die das Restgas ersetzt, um die Menge der angesaugten Luft zu erhöhen, den Hauptarbeitsdruck zu vergrößern und damit die Leistung zu steigern. The cam 57 for the intake valve has a normal cam part 59 for normal overlap and a pre-compression cam part 60 with a higher overlap. The precompression cam part 60 is provided for the purpose of making the intersection angle relatively large around the intake valve to open before the exhaust valve is closed, so that all of the residual gas in the compression chamber at the end of the exhaust stroke is expelled by newly introduced air, which replaces the residual gas in order to increase the amount of air drawn in, the To increase the main work pressure and thus to increase the performance.

Der Nocken 58 für das Auslaßventil weist ebenfalls ein normales Nockenteil 61 und ein Vorverdichtungsnockenteil 62 auf. Die vier Nockenteile 59,60,61,62 weisen jeweils unterschiedliche Ventilsteuerungen auf, sind jedoch alle nahezu in der.gleichenThe cam 58 for the exhaust valve also has a normal cam part 61 and a pre-compression cam part 62. the four cam parts 59, 60, 61, 62 each have different valve controls, but are all almost identical

40988 5/041640988 5/0416

Form wie das in Fig. 7 dargestellte Vorverdichtungsnockenteil 60 ausgebildet.Shape like the pre-compression cam part 60 shown in FIG. 7.

In Fig. 8 ist eine geänderte Ausführungsform des Nockens 57 für das Einlaßventil oder des Nockens 58 für das Auslaßventil dargestellt, bei der ein normales Nockenteil an ein Vorverdichtungsnockenteil angrenzt.8 shows a modified embodiment of the cam 57 for the inlet valve or the cam 58 for the outlet valve, in which a normal cam part is connected to a supercompression cam part adjoins.

In den Fig. 9 bis 16 sind ein Nocken 65 für das Einlaßventil und ein Nocken 66 für das Auslaßventil dargestellt, die auf der Nockenwelle 55 für die erste Zylindergruppe vorgesehen sind.9 to 16 are a cam 65 for the intake valve and a cam 66 for the exhaust valve, which are provided on the camshaft 55 for the first cylinder group.

Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, weist der Nocken 65 für das Einlaßventil ein Segment 65E für den Motorbetrieb mit der gleichen Querschnittsgestalt wie das normale Nockenteil 59, das das Einlaßventil bei jeder Umdrehung der Nockenwelle einmal öffnet, und ein Segment 65C für den Luftkompressionsbetrieb auf, das das Einlaßventil zweimal bei jeder Umdrehung der Nockenwelle öffnen kann.As shown in Fig. 10, the cam 65 for the intake valve has a segment 65E for engine operation with the same Cross-sectional shape like the normal cam part 59, which the intake valve once for each revolution of the camshaft opens, and a segment 65C for the air compression operation, that the intake valve twice for each revolution of the camshaft can open.

Der Nocken 66 für das Auslaßventil ist mit einem Segment 66E für den Motorbetrieb, einem Segment 66C für den einstufigen Kompressionsbetrieb, einem Segment 66S für den 2-stufigen Kompressionsbetrieb und einem Segment für den Leerlauf versehen. Nur das Segment 66E für den Motorbetrieb betätigt das Auslaßventil einmal bei jeder Umdrehung der Nockenwelle, während die anderen Segmente das Auslaßventil bei jeder Umdrehung der Nockenwelle zweimal betätigen. Das Segment 66E für den Motorbetrieb arbeitet auf dieselbe Weise wie das normale Nockenteil 61, und das Segment 66C für den einstufigen Kompressionsbetrieb öffnet das Auslaßventil kurz bevor der Verdichtungs- und Auspufftakt des Motorbetriebes der ersten Zylindergruppe endet, um Luft unter hohem Druck auszustoßen. Das Segment 663 für den 2-stufigen Kompressionsbetrieb öffnet das Auslaßventil nach dem Beginn, des Verdichtungs- und Auspufftaktes der Maschine, so daß Luft aufThe cam 66 for the exhaust valve has a segment 66E for engine operation, a segment 66C for single-stage compression operation, a segment 66S for 2-stage compression operation and a segment for idling. Just the engine operating segment 66E operates the exhaust valve once for each revolution of the camshaft while the others Segments actuate the exhaust valve twice for each revolution of the camshaft. The segment 66E for engine operation is operating in the same way as normal cam member 61, and segment 66C for one-step compression operation opens that Exhaust valve shortly before the compression and exhaust stroke of the engine operation of the first cylinder group ends, to take air under high pressure. The segment 663 for the 2-stage compression operation opens the exhaust valve after the start of the Compression and exhaust stroke of the machine, so that air on

. 409885/041 6. 409885/041 6

niedrigen Druck ausgestoßen wird. Das Segment 66U für den Leerlaufbetrieb öffnet und schließt das Auslaßventil, um Luft auszustoßen, mit einer Überschneidung mit dem öffnen und Schließen des Einlaßventiles.low pressure is emitted. The segment 66U for idle operation opens and closes the exhaust valve to expel air, with an overlap with the opening and closing of the inlet valve.

Es ist bei dieser AusfUhrungsform wesentlich, daß der Arbeitsvorgang, der durch die Versorgung der zweiten Zylindergruppe mit Luft abläuft, in drei Takte unterteilt ist. Das Segment 66C für den einstufigen Kompressionsbetrieb erzeugt Luft unter hohem Druck (8 bis 10 kg/cm bei einem Benzinmotor und 8 bis 16 kg/cm bei einem Dieselmotor), die zum Betrieb einer Druckluftmaschine, beispielsweise einem Kühlwerk,verwandt wird. Das Segment 66S für den 2-stufigen Kompressionsbetrieb erzeugt , ähnlich wie das Segment für den einstufigen Kompressionsbetrieb, Luft unter hohem Druck durch eine 2-stufige Kompression, wodurch die Belastung der ersten Zylindergruppe 52 beim Anlaufen der Maschine herabgesetzt wird, um den übergang zu einem einstufigen Kompressionsbetrieb zu glätten. Das Segment 66U für den Leerlaufbetrieb bewirkt, daß das Fahrzeug nur von dem im Motorbetrieb arbeitenden ersten Zylindersatz 52 angetrieben wird, so daß etwa 50% des Brennstoffverbrauches eingespart werden. In this embodiment, it is essential that the working process, which takes place by supplying the second cylinder group with air, is divided into three cycles. The segment 66C for single-stage compression operation generates air under high pressure (8 to 10 kg / cm for a gasoline engine and 8 to 16 kg / cm for a diesel engine), which is used to operate a compressed air machine, for example a cooling unit. The segment 66S for the 2-stage compression mode, similar to the segment for the single-stage compression mode, generates air under high pressure by means of a 2-stage compression, whereby the load on the first cylinder group 52 when the engine is started is reduced in order to transition to one smooth single-stage compression operation. The segment 66U for idling mode has the effect that the vehicle is only driven by the first cylinder set 52 operating in engine mode, so that about 50% of the fuel consumption can be saved.

Die unter hohem Druck stehende Luft, die von der zweiten Zylindergruppe erzeugt wird, wird der ersten Gruppe durch ein Druckstellventil hindurch oder nach der Verwendung in einer Druckluftmaschine als vorverdichtete Menge geliefert, und anschliessend wird der Leistungsanstieg des Motorbetriebes der ersten Zylindergruppe gemessen, so daß ein Kompressionsbetrieb der zweiten Gruppe mit einer ausreichenden Treibkraft erfolgt.The high pressure air coming from the second group of cylinders is generated, the first group through a pressure control valve or after use in a compressed air machine delivered as a pre-compressed amount, and then the power increase of the engine operation becomes the first Cylinder group measured so that a compression operation of the second group takes place with sufficient driving force.

y -.y -.

s's'

Der mittlere Teil zwischen dem Segment 66E für den Motorbetrieb und dem Segment 66C für den einstufigen Kompressionsbetrieb kann das Auslaßventil geschlossen halten, so daß er anstelle des Segmentes 66U für den Leerlaufbetrieb verwandt wer-The middle part between segment 66E for engine operation and segment 66C for single-stage compression operation can keep the exhaust valve closed so that it can be used for idling operation instead of segment 66U

4 0 9885/04164 0 9885/0416

den kann.can.

Die Arbeitsweise der Maschine 51 mit dem oben beschriebenen Aufbau und die Auslaßkanäle werden im folgenden anhand von Fig. 12 beschrieben.The operation of the machine 51 with the structure described above and the exhaust ducts will be described below with reference to FIG Fig. 12 described.

In dem Fall, in dem die zweite Zylindergruppe im Luftkompressionsbetrieb arbeiten soll, während das Fahrzeug anhält, sind die Segmente so angeordnet, daß die Einlaß- und Auslaßventile der ersten Gruppe 52 durch das normale Nockenteil betätigt werden, während das Einlaßventil der zweiten Gruppe 53 durch das Segment 65C für den Kompressionsbetrieb und das Auslaßventil durch das Segment 66S für den 2-stufigen Kompressionsbetrieb betätigt werden. In the case where the second cylinder group is in the air compression mode to work while the vehicle is stopped, the segments are arranged so that the intake and exhaust valves of the first group 52 are operated by the normal cam member, while the inlet valve of the second group 53 by segment 65C for compression mode and the exhaust valve are operated by segment 66S for 2-stage compression mode.

Wenn die Kammern X, Y und Z der ersten Gruppe 52 als Motor arbeiten, wird ein Kolben der zweiten Gruppe 53, der mit derselben Kurbelwelle in Verbindung steht, in Bewegung gesetzt, so daß Luft durch die Einlaßöffnungen 26A, 26B und die Einlaßleitung 24 in die Kammern geleitet, dort nahezu auf einen Druck von 4 kg/cm komprimiert und dann durch die Auslaßöffnungen 27A, 27B ausgestoßen und durch die Auslaßleitung 25 und eine Leitung 70 in eine Kammer C geleitet wird. Die in die Kammer C eingeführte Luft wird auf einen Druck bis zu 8 kg/cm komprimiert und anschließend durch eine Auslaßöffnung 27C der Kammer C ausgestoßen, um zunächst einmal in einem Luftbehälter T gespeichert zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Zweiwegmagnetventil 71 geöffnet, während ein Zweiwegmagnetventil 72 geschlossen wird und die Dreiwegmagnetventile 73,79 in die Richtung X geöffnet werden.If the chambers X, Y and Z of the first group 52 as a motor work, a piston of the second group 53, which is connected to the same crankshaft, is set in motion, so that air is passed through the inlet openings 26A, 26B and the inlet line 24 into the chambers, there almost at one Pressure of 4 kg / cm is compressed and then ejected through the outlet ports 27A, 27B and through the outlet conduit 25 and a conduit 70 is directed into a chamber C. The air introduced into the chamber C is pressurized up to 8 kg / cm compressed and then ejected through an outlet opening 27C of the chamber C, in order to first in an air tank T to be stored. At this time, a two-way solenoid valve 71 is opened while on Two-way solenoid valve 72 is closed and the three-way solenoid valves 73, 79 are opened in the X direction.

die Drehkraft zunimmt, um einen konstanten Betrieb zu erreichen, wird die Nockenwelle 54 versetzt, so daß die Einlaß- und Auslaßventile der zweiten Zylindergruppe durch das Vorverdichtungsnockensegment betätigt werden, und die Nocken welle 55 wird versetzt, so daß das Auslaßventil der zweitenthe torque increases to achieve constant operation, the camshaft 54 is displaced so that the intake and exhaust valves of the second cylinder group are actuated by the supercharging cam segment, and the cams shaft 55 is shifted so that the exhaust valve of the second

409885/0416409885/0416

Gruppe 53 durch das Segment 66C für den einstufigen Kompressionsbetrieb betätigt wird. Weiterhin wird das Zweiwegmagnetventil 71 geschlossen, das Zweiwegmagnetventil 72 geöffnet und das Dreiwegmagnetventil 73 in Richtung Y geöffnet.Group 53 is actuated by segment 66C for single stage compression operation. Furthermore, the two-way solenoid valve 71 closed, the two-way solenoid valve 72 opened and the three-way solenoid valve 73 opened in the Y direction.

In diesem Zustand wird die in die Kammern A,B und C eingeführte Luft gleichzeitig nahezu auf einen Druck von 8 kg/cm komprimiert und in den Luftbehälter T geleitet. Eine Luftentnehmeleitung lh steht mit dem Behälter T in Verbindung, so daß durch öffnen des Dreiwegmagnetventiles 78 in die Richtung X Druckluft einer Druckluftmaschine 75, beispielsweise einem KUhlwerk, geliefert wird. Die von der Druckluftmaschine 75, die die benutzte Luft an einer Stelle ausstoßen kann, stammende benutzte Luft unter niedrigem Druck wird durch eine RückführungsleitungIn this state, the air introduced into the chambers A, B, and C is simultaneously compressed almost to a pressure of 8 kg / cm and fed into the air tank T. An air extraction line lh is connected to the container T, so that by opening the three-way solenoid valve 78 in the direction X, compressed air is supplied to a compressed air machine 75, for example a cooling system. The used air under low pressure coming from the compressed air machine 75, which can discharge the used air at one point, is passed through a return pipe

76 geführt und in die Einlaßleitung vor dem Vergaser der ersten Zylindergruppe 52 eingeleitet und zur Vorverdichtung ausgenutzt. Vorzugsweise ist ein Gleichrichter in der Rückleitung 76 vorgesehen, um die mit Unterbrechungen gelieferte Luft auszugleichen. Weiterhin ist,das Verbindungsteil zwischen der Rückleitung 76 und der Einlaßleitung so ausgelegt, daß ein Rückstrom gegen die angesaugte Luft verhindert wird, indem die oberste Öffnung in Richtung des angesaugten Gases, das durch die Einlaßleitung strömt, geöffnet oder ein Luftgebläse verwandt wird.76 out and introduced into the inlet line in front of the carburetor of the first cylinder group 52 and used for precompression. Preferably, a rectifier is provided in return line 76 to balance the intermittent air. Furthermore, the connection part between the return line 76 and the inlet duct designed so that a backflow against the sucked in air is prevented by opening the uppermost opening in Direction of the sucked gas, which flows through the inlet pipe, is opened or an air blower is used.

Mit 77 ist ein Druckstellventil bezeichnet. In dem Fall, in dem die Luft unter hohem Druck im Behälter T direkt zur Vorverdichtung verwandt wird, indem das Dreiwegmagnetventil 78 in Richtung Y geöffnet wird, wird der Druck der Luft mit Hilfe des Ventiles77 with a pressure control valve is designated. In the case where the air is under high pressure in the container T directly to the pre-compression is used by opening the three-way solenoid valve 78 in the Y direction, the pressure of the air with the aid of the valve

77 in geeigneter Weise herabgesetzt.77 appropriately reduced.

Der Behälter T kann Druckluft mit einem Druck von 8 kg/cm ent-The container T can produce compressed air with a pressure of 8 kg / cm

halten. Wenn die Luft einen Druck von mehr als 8 kg/cm aufweist, wird dieser Druck zum Zwecke der Abspeicherung in dem Behälter in geeigneter Weise herabgesetzt.keep. If the air has a pressure of more than 8 kg / cm, this pressure is reduced in a suitable manner for the purpose of storage in the container.

Um das Fahrzeug zum Fahren zu bringen, werden die Zweiwegmagnet-In order to get the vehicle to drive, the two-way magnetic

409885/0416409885/0416

ventile 72,80 geöffnet, wird das Zweiwegmagnetventil 71 geschlossen und werden die Dreiwegmagnetventile 73»79 in Richtung Y geöffnet. Es ist eine derartige Anordnung gewählt, daß der Vergaser mit Brennstoff versorgt wird, und daß gleichzeitig die Einlaß- und Auslaßventile der ersten Zylindergruppe durch das normale Nockenteil betätigt werden, während die Einlaß- und Auslaßventile der zweiten Gruppe durch das Segment für den Motorbetrieb betätigt werden.valves 72, 80 open, the two-way solenoid valve 71 is closed and the three-way solenoid valves 73 »79 are opened in the Y direction. It is chosen such an arrangement that the Carburetor is supplied with fuel, and that at the same time the inlet and outlet valves of the first cylinder group through the normal cam part are operated while the intake and exhaust valves of the second group through the segment for engine operation be operated.

Vom Vergaser 40 wird das Brennstoffluftgemisch in alle Zylinder geleitet und in den Kammern verbrannt. Das Abgas wird durch die Auslaßöffnung 41 ausgestoßen. In diesem Fall kann die Einlaßleitung direkt oder über die Luftdruckmaschine vom Behälter T vorverdichtet werden.The fuel-air mixture is fed into all cylinders by the carburetor 40 and burned in the chambers. The exhaust gas is discharged through the outlet port 41. In this case, the inlet pipe can be pre-compressed by the container T directly or via the air pressure machine.

Im Leerlauf oder dann, wenn sich das Fahrzeug auf Reisegeschwindigkeit befindet, ist es nicht erforderlich, daß alle Zylinder sich im Motorbetrieb befinden, so daß nur die erste Zylindergruppe als Motor arbeiten kann, während die zweite Gruppe sich im Leerlauf befindet. In einem solchen Fall sind die Einlaß- und Auslaßkanäle der ersten und der zweiten Gruppe der Maschine 51 für den Luftkompressionsbetrieb ausgebildet, während das Einlaßventil der zweiten Gruppe durch das Segment 65C für den Kompressionsbetrieb und das Auslaßventil durch das Segment 66U für den Leerlauf betätigt werden. Eine Verbrennung findet in den Kammern der ersten Zylindergruppe statt, wobei jedoch in die Kammern der zweiten Gruppe nur Luft geblasen wird, ohne daß eine Verbrennung oder eine Kompression stattfindet. Ein solches Einblasen von Luft erfolgt jedoch nur, wenn das Dreiwegmagnetventil 79 in Richtung Y geöffne t ist. Wenn das Ventil in Richtung X geöffnet ist, wird keine Luft eingeblasen.When idling or when the vehicle is at cruising speed is located, it is not necessary that all cylinders are in engine mode, so that only the first cylinder group can operate as a motor while the second group is idling. In such a case, the inlet and Outlet channels of the first and the second group of the engine 51 formed for the air compression operation, while the inlet valve of the second group by segment 65C for the compression operation and the exhaust valve operated by segment 66U for idling. A combustion takes place in the Chambers of the first cylinder group instead, but only air is blown into the chambers of the second group, without a Combustion or compression takes place. However, such air injection occurs only when the three-way solenoid valve 79 is open in the Y direction. When the valve is open in direction X, no air is blown in.

Wenn das Fahrzeug abgebremst wird, nimmt die zweite Zylindergruppe den Luftkompressionsbetrieb auf, indem sie die kinetische Energie des Fahrzeuges zur Erzeugung von Druckluft nahezu ohneWhen the vehicle is braked, the second cylinder group takes off the air compression mode by using the kinetic energy of the vehicle to generate compressed air almost without

409885/0416409885/0416

jeden Brennstoffverbrauch ausnutzt.takes advantage of all fuel consumption.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen können alle Zylinder die Motorarbeitsweise aufnehmen. Es ist jedoch auch möglich, daß ein Teil der Zylinder die Motorarbeitsweise nicht aufnehmen kann, sondern nur im Luftkompressionsbetrieb einschließlich im zweistufigen Luftkompressionsbetrieb und als Luftmotor arbeiten kann. Beim Anlassen und Beschleunigen des FahrT zeuges wird die Hälfte der Kammern dazu gebracht, als Luftmotor zu arbeiten, und die gesamte Luft oder ein Teil in dieser Luft, die für den Luftmotorbetrieb benutzt wird, wird zum Vorverdichten beim Motorbetrieb ausgenutzt, um das Fahrzeug zum Fahren zu bringen, während dann, wenn das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit läuft, die Hälfte der Zylinder sich im Leerlaufbetrieb befinden.In the described embodiments, all of the cylinders can accommodate engine operation. However, it is also possible that some of the cylinders can not take up the engine operation, but only including in air compression mode can work in two-stage air compression mode and as an air motor. When starting and accelerating the FahrT half of the chambers are made to work as an air motor, and all or part of the air in this air, which is used for air motor operation is used for pre-compression during motor operation in order to drive the vehicle bring, while when the vehicle is running at a constant speed, half of the cylinders are idling are located.

Um die Dauerhaftigkeit der Maschine zu erhöhen, ist dafür gesorgt, daß jeder Zylinder seine Betriebsweise wechselt, so daß zum bestimmten Zeitpunkt, beispielsweise immer wenn das Fahrzeug 4000 km gefahren ist, eine Kammer, die im Motorbetrieb gearbeitet hat, dazu gebracht wird, den Kompressionsbetrieb aufzunehmen und eine Kammer, die im Kompressionsbetrieb gearbeitet hat, dazu gebracht wird, den Motorbetrieb aufzunehmen.In order to increase the durability of the machine, it is ensured that that each cylinder changes its mode of operation, so that at a certain point in time, for example whenever the vehicle 4000 km has been driven, a chamber that has been working in engine operation is made to start compression operation and a chamber that has been operating in compression mode is caused to start engine operation.

Bei einer speziellen Ausführungsform steht ein Verdrängungslader mit einer Antriebsmaschine für ein Fahrzeug in Verbindung, so daß die Maschine nur im Motorbetrieb arbeitet, während die Arbeitsweise des Verdrängungsladers die eines Luftkompressors einschließlich des Leerlaufbetriebes oder eines Luftmotors ist. In diesem Fall kann die Maschine eine beliebige Anzahl von Zylindern aufweisen, und der Verdrängungslader ist so gewählt, daß sein Volumen der Leistung der Maschine entspricht. Als Verdrängungslader kann eine Maschine dienen, die als Luftkompressor geeignet ist.In a special embodiment, a displacement charger is connected to a prime mover for a vehicle, so that the machine only works in motor mode, while the operation of the positive displacement charger is that of an air compressor including idling or an air motor. In this case the machine can have any number of cylinders have, and the positive displacement charger is chosen so that its volume corresponds to the power of the machine. As a displacement charger a machine that is suitable as an air compressor can serve.

VO 9885/0416VO 9885/0416

Während der Fahrt eines Fahrzeuges mit einer Maschine mit 4,6,8 oder 12 Zylindern, von denen die Hälfte im Motorbetrieb arbeitet, um das Fahrzeug anzutreiben, während die Arbeitsweise des Restes der Zylinder die eines Luftkompressors ist, wird die von diesen Zylindern erhaltene Druckluft in einem Behälter gespeichert, der unter Verwendung des Fahrtwindes gekühlt wird. Die auf niedriger Temperatur befindliche Druckluft kann sich im Behälter durch ein Entspannungsventil ausdehnen und wird zum Kühlen des Fahrzeuginneren verwandt. Die Abluft von dieser Kühlung kann zur Vorverdichtung des im Motorbetrieb arbeitenden Teils der Maschine verwandt werden. Wenn der Behälter mit Druckluft gefüllt ist, die durch den Kompressionsbetrieb der Maschine erhalten wurde, wird der im Kompressionsbetrieb arbeitende Teil der Maschine in den Leerlaufbetrieb gebracht,wobei diese Umschaltung leicht dadurch erreicht wird, daß ein Ventil zum Steuern des Auslaßventiles betätigt wird. Es ist daher nicht notwendig, daß zum Betrieb der Kühlung die Maschine dauernd arbeitet, und daß die Kühlung mit einem Luftkompressor versehen ist. Das hat eine Brennstoff- und Kostenersparnis zur Folge. Dieses System ist insbesondere dann wirkungsvoll, wenn es bei verschiedenen bereits vorgeschlagenen Zusammensetzungen eines Motors und eines Kompressors und bei Maschinen, insbesondere Rotationskolbenmaschinen, angewandt wird, die einen großen Brennstoffverbrauch haben und damit stark zur Verschmutzung der Umwelt neigen. Nach diesem System wird das Abgas nach der Verwendung in Druckluftmaschinen und Geräten nicht an die Umgebungsluft abgegeben, sondern zum im Motorbetrieb arbeitenden Teil der Maschine geleitet, so daß infolge der Überdeckungserscheinung eine Geräuschentwicklung der Abgase verhindert werden kann.While driving a vehicle with an engine with 4, 6, 8 or 12 cylinders, half of which are in motor mode works to propel the vehicle while the working of the rest of the cylinders is that of an air compressor, the will Compressed air obtained from these cylinders is stored in a container which is cooled using the airstream. The compressed air, which is at a low temperature, can become expand in the container through a relief valve and is used to cool the vehicle interior. The exhaust air from this cooling can be used for pre-compression of the part of the machine that is working in motor mode. When the container with compressed air obtained by the compression operation of the engine is filled, the one operating in the compression operation becomes Part of the machine is brought to idle mode, this Switching is easily achieved by actuating a valve to control the exhaust valve. It is therefore it is not necessary for the machine to work continuously to operate the cooling, and for the cooling to be carried out with an air compressor is provided. This results in fuel and cost savings. This system is particularly effective when it is in various previously proposed compositions of an engine and a compressor and in machines, in particular Rotary piston machines, which have a large fuel consumption and are therefore highly polluting tend to the environment. According to this system, the exhaust gas is not passed to the after use in compressed air machines and devices Ambient air released, but directed to the part of the machine that is working in the engine mode, so that as a result of the overlap phenomenon noise from the exhaust gases can be prevented.

In dem Fall, in dem das Fahrzeug nach einem Abbremsen mit Hilfe einer Fingerbremsanlage durch die Arbeit der zweiten Zylindergruppe als Druckluftbremse oder eine gewöhnliche Motorbremse unmittelbar wieder beschleunigt wird, wird die zweite Zylinder-In the case where the vehicle after braking with the aid of a finger brake system through the work of the second group of cylinders is immediately accelerated again as a compressed air brake or an ordinary engine brake, the second cylinder

409885/0416409885/0416

gruppe mit Druckluft versorgt, so daß sie den Motorbetrieb aufnimmt und wird dann die erste Gruppe in den Motorbetrieb gebracht. Auch in diesem Fall kann ein unangenehmes Gefühl beim Fahren verhindert werden, das durch die Brennstoffunterbrechung bei einem Fahrzeug mit einer herkömmlichen Maschine verursacht werden kann.group supplied with compressed air so that it starts the engine operation and then the first group is brought into motor mode. In this case, too, you may feel uncomfortable Driving can be prevented caused by the fuel cut in a vehicle with a conventional engine can be.

Gewöhnlich wird eine Vorverdichtung zur Erhöhung der maximalen Leistung einer Maschine verwandt. Ein Vorverdichter erfordert jedoch einen großen Kostenaufwand, viel Platz und ein größeres Verdichtungsverhältnis, so daß er bei einem Benzinmotor nur schwer zu verwenden ist. Im Gegensatz dazu wird erfindungsgemäß die durch die Luftkompressionsarbeit der Maschine erhaltene, unter hohem Druck stehende Luft in ihrem Druck herabgesetzt und gekühlt und zur Vorverdichtung des im Motorbetrieb laufenden Teils der Maschine verwandt, so daß der notwendige Kostenaufwand geringer ist.Pre-compression is usually used to increase the maximum performance of a machine. Requires a supercharger however, a great deal of cost, space and a larger compression ratio, so that it is only in a gasoline engine difficult to use. In contrast to this, according to the invention the obtained by the air compression work of the machine, Air under high pressure is reduced in pressure and cooled and for pre-compression of the air that is running in engine operation Partly related to the machine, so that the necessary cost is lower.

Eine derart gemäßigte Vorverdichtung ist außerordentlich wirkungsvoll und kann zu einer Vermeidung der Umweltverschmutzung beitragen, die zum Zeitpunkt des Leistungsanstiegs der Maschine zum Starten oder zur Beschleunigung verursacht wird.Such a moderate pre-compaction is extremely effective and can contribute to the prevention of environmental pollution that occurs at the time of the power up of the machine for starting or for acceleration.

Im Falle einer Maschine mit Vorverdichter, beispielsweise eines Dieselmotors, kann der Vorverdichter mit Luft auf geringer Temperatur und geringem Druck versorgt werden, so daß die Leistung durch einen mehrfachen Effekt vergrößert wird.In the case of a machine with a pre-compressor, for example a diesel engine, the pre-compressor can operate with air at a low temperature and low pressure, so that the performance is increased by a multiple effect.

Im Falle einer Maschine mit zwei Nockenwellen, wie sie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, weist jeder Nocken im Profil eine große Überschneidung auf, so daß er zur Vorverdichtung geeignet ist. Eine zusätzliche Einrichtung zum Vorverdichten muß daher auf der Nockenwelle nicht vorgesehen sein, und ein häufiges Schalten ist beim Erhöhen der Leistung nicht erforderlich.In the case of a machine with two camshafts, as they are related with the first embodiment has been described, each cam has a large overlap in profile, see above that it is suitable for pre-compression. An additional device for pre-compression therefore does not have to be on the camshaft be provided, and frequent switching is not required when increasing the power.

409885/041 6409885/041 6

In den Fig. 13 bis 23 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung, d.h. eine Maschine, dargestellt, deren Ventilsteuerung der Einlaß- und Auslaßventile so geändert ist, daß sie als Luftkompressor arbeitet. Die dritte Luftöffnung und das dritte Luftventil sind zwischen den Einlaß- und Auslaßventilen vorgesehen, um die unter hohem Druck stehende Restluft während der Arbeit der Maschine als Kompressor auszustoßen. Weiterhin wird Luft unter hohem Druck durch die dritte Luftöffnung gedruckt, um die Maschine von sich aus in die normale Richtung oder in die umgekehrte Richtung drehen zu lassen. Diese Ausführungsform ist besonders für Schiffsantriebsmaschinen geeignet.13 to 23 is a fourth embodiment of the invention, i.e., an engine shown with the valve timing of the intake and exhaust valves modified to function as an air compressor is working. The third air port and the third air valve are provided between the inlet and outlet valves, to expel the residual air under high pressure while the machine is working as a compressor. Furthermore, air is under high pressure through the third air vent to make the machine on its own in the normal direction or in the reverse Turn direction. This embodiment is particularly suitable for marine propulsion engines.

Mit 82 ist eine Restgasauslaßöffnung bezeichnet, die dann benutzt wird, wenn die Maschine in den Luftkompressorbetrieb gebracht wird, und in der ein Ventil 83 zum Öffnen und Schließen der Restgasauslaßöffnung 82 vorgesehen ist.At 82, a residual gas outlet opening is designated, which is used when the machine is brought into the air compressor operation and in which a valve 83 for opening and closing the residual gas outlet opening 82 is provided.

Eine Abzweigung 85 eines mit der Öffnung 82 in Verbindung stehenden Leitungssystems 84 ist mit der Umgebungsluft oder einem Vorverdichter verbunden, während die andere Abzweigung 86 mit einem Hochdruckbehälter in Verbindung steht, der Druckluft mitA branch 85 of one with the opening 82 in connection Line system 84 is connected to the ambient air or a supercharger, while the other branch 86 with a high pressure container is in communication, the compressed air with

einem Druck von annähernd 20 bis 50 kg/cm , möglicherweise aucha pressure of approximately 20 to 50 kg / cm, possibly also

8 bis 10 kg/cm enthält. Die Leitung 86 weist ein offenbares und schließbares Ventil 87 zum Liefern von Luft unter hohem Druck vom Behälter T zur Auslaßöffnung 82 und ein Rückschlagventil 88 auf, um Luft unter hohem Druck von der Auslaßöffnung 87 in den Behälter T zu leiten. Die Druckluft im Behälter wird durch den Kompressorbetrieb der Maschine erhalten, die jedoch auch von außen versorgt werden kann. Ein Dreiwegmagnetventil 89 ist am Abzweigungspunkt des Leitungssystems 84 vorgesehen und schaltet die Luftströmung zwischen den Verzeigungen 85 und 86 hin und her.Contains 8 to 10 kg / cm. The line 86 has an open and closable valve 87 for supplying high pressure air from container T to outlet port 82 and a check valve 88 to supply air under high pressure from the outlet port 87 into the container T. The compressed air in the container is obtained through the compressor operation of the machine, which can, however, also be supplied from outside. A three-way solenoid valve 89 is provided at the branch point of the line system 84 and switches the air flow between the branches 85 and 86 back and forth.

in Fig. 14 ist eine Verstelleinrichtung für die Federkraft dargestellt, die dazu dient, die Federkraft einer Ventilfeder einesin Fig. 14 an adjusting device for the spring force is shown, which serves the spring force of a valve spring of a

409885/041 6409885/041 6

Einlaßventils 31 und einer Ventilfeder eines Auslaßventiles 32 zu verändern. Ein Verstellen der Federkräfte ist für ein sicheres öffnen und Schließen der Ventile erforderlich, da die Maschine in drei verschiedenen Betriebsweisen, d.h. als Motor, als Kompressor und als Luftmotor arbeitet, so daß auf die Einlaß- und Auslaßventile eine andere Kraft als beim normalen Motorbetrieb ausgeübt wird.Inlet valve 31 and a valve spring of an outlet valve 32 to change. An adjustment of the spring forces is necessary for a safe opening and closing of the valves, as the machine works in three different modes of operation, i.e. as a motor, as a compressor and as an air motor, so that the intake and exhaust valves are exerted a different force than during normal engine operation.

Mit 117 ist eine kreisrunde Platte bezeichnet, die auf den Ventilstößel 118 gepaßt ist und die Ventilfeder an ihrer Oberfläche aufnimmt. An der Unterfläche der kreisrunden Platte ist ein Kanal 120 mit einer geneigten Fläche 119 vorgesehen. In diesen Kanal 120 ist ein Keil 121 eingefügt, der gabelförmig ausgebildet und senkrecht zur Richtung der Versetzung des Ventilstößels 118 bewegbar ist. Der Keil 121 kann die kreisförmige Platte 35 anheben und absenken, wenn er mit Hilfe eines nicht dargestellten Druckluftzylinders versetzt wird.Dieser Druckluftzylinder kann die kreisrunde Platte senkrecht in drei Stufen bewegen. Wenn sich die kreisförmige Platte in der mittleren Stufe befindet, ist die Federkraft für den Motorbetrieb eingestellt, wenn sie sich in der untersten Stufe befindet, ist die Federkraft für den Nockenübergang eingestellt, und wenn sie sich in der obersten Stufe befindet, ist die Federkraft für den Kompressionsbetrieb oder den Luftmotorbetrieb eingestellt. Die Druckluftzylinder für die Verstelleinrichtung der Federkräfte werden beim Versetzen der kreisförmigen Platte in die mittlere oder untere Stufe gleichzeitig und beim Versetzen der Platte in die oberste Stufe voneinander getrennt betrieben.With 117 a circular plate is designated, which is on the valve stem 118 is fitted and the valve spring on its surface records. A channel 120 with an inclined surface 119 is provided on the lower surface of the circular plate. In these Channel 120 is inserted a wedge 121, which is fork-shaped and perpendicular to the direction of displacement of the valve stem 118 is movable. The wedge 121 may be the circular plate 35 raise and lower if it is moved with the help of a pneumatic cylinder, not shown can move the circular plate vertically in three stages. When the circular plate is in the middle stage, it is the spring force is set for the motor operation, if it is in the lowest level, the spring force is for the Cam transition set, and when they are in the topmost Level is located, the spring force is set for compression mode or air motor mode. The air cylinders for the adjustment device of the spring forces are when moving the circular plate in the middle or lower level operated simultaneously and separately when moving the plate to the top level.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Verstelleinrichtung für die Federkraft sind die kreisförmige Platte 117 und der Keil 121 durch einen ringförmigen Luftzylinder (nicht dargestellt) ersetzt, der auf den Ventilstößel 118 gepaßt und am Zylinderkopf befestigt ist. Die Federkräfte der Ventilfedern werden entsprechend der Verschiebung einer Kolbenstange geändert. DieIn a modified embodiment of the adjusting device for the spring force, the circular plate 117 and the wedge are 121 was replaced by an annular air cylinder (not shown) that fitted onto valve stem 118 and attached to the cylinder head is attached. The spring forces of the valve springs are changed according to the displacement of a piston rod. the

4Ö9885/Ü4164Ö9885 / Ü416

Verstelleinrichtung für die Federkraft kann weiterhin bei einer Maschine verwandt werden, die nicht als Luftkompressor arbeiten kann. Sie kann weiterhin dazu verwandt werden, die Federkraft zu erhöhen, um das Öffnen und Schließen eines Ventiles sicher zu stellen, wenn die Maschine mit einer hohen Drehzahl läuft.Adjustment device for the spring force can still be used in a machine that does not work as an air compressor can. It can also be used to increase the spring force to ensure that a valve opens and closes safely to be set when the machine is running at a high speed.

Die Fig. 15 bis 17 zeigen jeweils einen Antriebsnocken 91 für das Ventil 83, der einen zylindrischen Abschnitt 92 für den Motorbetrieb, der keinen Ventilstößel betätigt, einen gewöhnlichen Abschnitt 93 zum Anlassen, der das Ventil zu einem Zeitpunkt betätigt, der nahezu dem Beginn des Explosionstaktes des Motorbetriebes entspricht, einen Abschnitt 9k zum Ausstoßen der Restluft, der das Ventil betätigt, um die Restluft auszustoßen, während die Maschine sich im gewöhnlichen Kompressionsbetrieb befindet, einen Abschnitt 95 zum Starten des Laufes der Maschine in umgekehrter Richtung, der das Ventil zu einem Zeitpunkt betätigt, der nahezu dem Ende des Kompressionstaktes während des normalen Motorbetriebes der Maschine entspricht, und einem Abschnitt 96 zum Ausstoßen der Restluft auf, der das Ventil öffnet, während die Maschine sich im Kompressionsbetrieb mit umgekehrter Laufrichtung befindet.15 to 17 each show a drive cam 91 for the valve 83, which has a cylindrical portion 92 for the engine operation which does not actuate a valve lifter, an ordinary portion 93 for starting which actuates the valve at a point in time which is almost the beginning of the Corresponds to the explosion stroke of the engine operation, a section 9k for discharging the residual air, which operates the valve to discharge the residual air while the engine is in the normal compression mode, a section 95 for starting the machine to run in the reverse direction, which turns the valve into a Time actuated, which corresponds almost to the end of the compression stroke during normal engine operation of the machine, and a section 96 for discharging the residual air, which opens the valve while the machine is in the compression mode with the reverse direction of rotation.

Das elektromagnetische Dreiwegventil 89 öffnet nur dann in die Richtung des Pfeiles X, um die Leitung 86 mit der Luftöffnung 82 zu verbinden, wenn der Ventilstößel des Ventiles 83 in Kontakt mit dem Abschnitt 93 zum Anlassen des normalen Laufes der Maschine und mit dem Abschnitt 95 zum Anlassen des Laufes der Maschine in die umgekehrte Richtung steht. . In allen anderen Fällen öffnet es in die Richtung des Pfeiles Y.The electromagnetic three-way valve 89 opens only in the direction of arrow X to the line 86 with the air opening 82 to connect when the valve stem of the valve 83 in contact with the section 93 to start the normal running of the Machine and with the section 95 for starting the run of the machine in the reverse direction. . In everyone else Cases it opens in the direction of arrow Y.

Der Nocken 101 für das Einlaßventil umfaßt, wie es in den Fig. 18 bis 20 dargestellt ist, einen Abschnitt 102 für den normalen Motorbetrieb, einen Abschnitt 103 für den normalen Kompressorbetrieb, der den Ventilstößel zu einem Zeitpunkt betätigt, der nahezu dem Luftansaug- und Explosionstakt des MotorbetriebesThe cam 101 for the intake valve comprises, as shown in FIGS. 18 to 20, a portion 102 for the normal Engine operation, a section 103 for normal compressor operation which operates the valve lifter at a time which almost the air intake and explosion cycle of engine operation

A09885/0A16A09885 / 0A16

entspricht, einen Abschnitt 104 für den Motorbetrieb in umgekehrter Laufrichtung, der das Ventil im Auspufftakt beim normalen Lauf der Maschine öffnet, einen Abschnitt 105 für den Kompressorbetrieb mit entgegengesetzter Laufrichtung, der den Ventilstößel zu einem Zeitpunkt betätigt, der nahezu dem Auspuff und Verdichtungstakt beim normalen Lauf der Maschine, d.h. den Luftansaug- und Explosionstakten beim Lauf der Maschine in die umgekehrte Richtung entspricht, und einen zylindrischen Abschnitt 106, der den Abschnitt 102 mit dem Abschnitt 104 verbindet. corresponds to a section 104 for the engine operation in reverse Running direction that opens the valve in the exhaust stroke during normal running of the machine, a section 105 for the Opposite directional compressor operation, actuating the valve lifter at a point in time that is close to the exhaust and compression stroke when the engine is running normally, i.e. the air intake and explosion strokes when the engine is running in corresponds to the reverse direction, and a cylindrical portion 106 connecting the portion 102 to the portion 104.

Der in den Fig. 21 bis 23 dargestellte Nocken 111 für das Aus- . laßventil weist dieselbe Form wie der Nocken 101 für das Einlaßventil auf, der Unterschied zwischen beiden Nocken liegt lediglich im Zeitpunkt der Betätigung des Ventilstößels. Der Nocken 111 umfaßt einen Abschnitt 112 für den gewöhnlichen Motorbetrieb, einen Abschnitt 113 für den gewöhnlichen Kompressorbetrieb, der den Ventilstößel zu einem Zeitpunkt betätigt, der annähernd den Auspuff- und Kompressionstakten des Motorbetriebes entspricht, einen Abschnitt 114 für den Motorbetrieb mit entgegengesetzter Laufrichtung, der den Ventilstößel zu einem Zeitpunkt betätigt, der nahezu dem Ansaugtakt beim normalen Lauf der Maschine entspricht, einen Abschnitt 115 für den Kompressorbetrieb mit entgegengesetzter Laufrichtung, der den Ventilstößel zu einem Zeitpunkt betätigt, der nahezu dem Lufteinsaug- und Explosionstakten beim normalen Lauf der Maschine, d.h. den Auspuff- und Kompressionstakten beim Lauf der Maschine in umgekehrter Richtung entspricht, und einen zylindrischen Abschnitt 116, der die Abschnitte 112 und 114 miteinander verbindet.The cam 111 shown in FIGS. 21 to 23 for the Aus. inlet valve has the same shape as the cam 101 for the inlet valve on, the difference between the two cams is only in the time at which the valve tappet is actuated. Of the Cam 111 comprises a section 112 for normal engine operation, a section 113 for normal compressor operation, which actuates the valve lifter at a point in time that approximates the exhaust and compression strokes of engine operation corresponds to a section 114 for the engine operation with opposite running direction, which actuates the valve tappet at a point in time that is almost the intake stroke during normal running corresponds to the machine, a section 115 for the compressor operation running in the opposite direction, which actuates the valve tappet at a point in time that is almost equal to the air intake and explosion strokes when the engine is running normally, i.e. the exhaust and compression strokes when the engine is running in reverse Direction corresponds, and a cylindrical portion 116 which connects the sections 112 and 114 together.

Bei den in den Fig. 15,18 und 21 dargestellten Nocken 91,101 und 111 sind die Abschnitte für den Lauf in entgegengesetzter Richtung und die Abschnitte für den Lauf in die normale Richtung zueinander um 180° versetzt dargestellt, und jeder Abschnitt befindet sich in einer nahezu symmetrischen Lage bezüglich einerIn the case of the cams 91, 101 and 111 shown in FIGS. 15, 18 and 21, the sections for running are in the opposite direction and the sections are shown offset from one another by 180 degrees for travel in the normal direction, and each section is located in an almost symmetrical position with respect to a

409885/041 B409885/041 B.

Mittellinie, die die oberen Totpunkte verbindet, wie es in den Fig. 16,17,19,20 und 22 dargestellt ist. In der Zeichnung entsprechen weiterhin der erste, zweite, dritte und vierte Quadrant jeweils dem Ansaug-, Auspuff-, Explosions- und Kompressionstakt, und die nicht ausgezogenen Linien stellen die Abschnitte für den Kompressorbetrieb dar.Center line connecting the top dead centers, as shown in FIGS. 16, 17, 19, 20 and 22. Correspond in the drawing furthermore, the first, second, third and fourth quadrants are the intake, exhaust, explosion and compression strokes, respectively, and the unbroken lines represent the sections for compressor operation.

Die Nockenwelle 99 mit dem Nocken 91 für. das Ventil 83 ist getrennt von der Nockenwelle 109 mit dem Nocken 101 für das Einlaßventil und dem Nocken 111 für das Auslaßventil vorgesehen. Jede der Nockenwellen wird dadurch umgeschaltet, daß sie in fünf Stufen durch eine hydraulische oder elektrische Einrichtung zum Umschalten der Nockenwelle verschoben wird.The camshaft 99 with the cam 91 for. the valve 83 is disconnected provided by the camshaft 109 with the cam 101 for the intake valve and the cam 111 for the exhaust valve. Each of the camshafts is switched over in five stages by a hydraulic or electrical device is shifted to switch the camshaft.

Beim Beginn des normalen Laufes der Maschine wird der Ventilstößel jedes Ventiles mit dem Anlaßabschnitt 93 und mit den Abschnitten 102 und 112 für den normalen Motorbetrieb in Kontakt gebracht.At the start of normal running of the machine, the valve lifter becomes of each valve with the starting section 93 and with the sections 102 and 112 in contact for normal engine operation brought.

Sobald der Nocken bewegt wird, um den Anlaßabschnitt mit dem Ventilstößel in Berührung zu bringen, strömt Luft unter hohem·As soon as the cam is moved to bring the starter section into contact with the valve lifter, air flows at high speed

ρ ρρ ρ

Druck von etwa 20 bis 50 kg/cm oder 8 bis 16 kg/cm in die Luftkammer durch den Lufteinlaß 82 und wird die Maschine angelassen. Indem der Nocken 91 anschließend zurückbewegt wird, um den Ventilstößel zurückzusetzen, so daß er mit dem zylindrischen Abschnitt 92 in Berührung kommt, nimmt die Maschine den gewöhnlichen Motorbetrieb auf.Pressure of about 20 to 50 kg / cm or 8 to 16 kg / cm in the air chamber through the air inlet 82 and the engine is started. By then moving the cam 91 back around the valve lifter reset so that it comes into contact with the cylindrical portion 92, the machine takes the ordinary Engine operation on.

Um die Maschine in den normalen Kompressorbetrieb zu bringen, wird der Ventilstößel in Berührung mit dem Abschnitt 94 für den Ausstoße der Restluft und die Abschnitte 103 und 113 für den Kompressorbetrieb gebracht. Damit arbeitet die Viertaktmaschine als Zweitaktluftkompressor, und die vorhandene Restluft wird von der Luftöffnung 82 durch die Leitung 85 ausgestoßen.To bring the machine into normal compressor operation, the valve stem is in contact with the section 94 for exhausting the residual air and the sections 103 and 113 for brought the compressor to operation. The four-stroke machine works as a two-stroke air compressor and the remaining air is expelled from air port 82 through conduit 85.

A09885/ÜA16A09885 / ÜA16

Wenn die Maschine in die umgekehrte Richtung laufen soll, wird die normal laufende Maschine zunächst in den normalen Kompressorbetrieb gebracht und abgebremst. Wenn die Maschine stillsteht, wird die Nockenwelle 99, 109 bewegt, so daß der Ventilstößel in Berührung mit dem Abschnitt 95 zum Anlassen der Maschine in umgekehrte Laufrichtung und die Abschnitte 104 und 114 für den Motorbetrieb in umgekehrter Laufrichtung gebracht werden.If the machine is to run in the opposite direction, the normally running machine is first switched to normal compressor operation brought and braked. When the engine is at a standstill, the camshaft 99, 109 is moved so that the valve tappet in contact with the section 95 for starting the machine in the reverse direction and the sections 104 and 114 for the Motor operation can be brought in reverse direction.

Auch wenn die Maschine von der umgekehrten Laufrichtung in die normale Laufrichtung zurückkehren soll, wird sie erst dazu gebracht, als Kompressor mit umgekehrter Laufrichtung zu arbeiten.Even if the machine is to return from the reverse running direction to the normal running direction, it is only made to to work as a compressor with reverse direction of rotation.

Wenn bei der oben beschriebenen vierten Ausführungsform die Maschine fünf oder mehr Zylinder aufweist, wird ein Luftöffnungsventil 83 eines der Zylinder geöffnet, wenn die Nockenwelle 99 bewegt und so verstellt wird, daß sie die Luftöffnung 83 mit Hilfe des Abschnittes 93 zum Anlassen der Maschine in die normale Laufrichtung gesteuert wird, so daß die Kammer mit Luft unter hohem Druck versorgt werden kann und damit der Start der Maschine mit Luft leicht gewährleistet ist.In the fourth embodiment described above, when the machine has five or more cylinders, an air opening valve 83 of one of the cylinders is opened when the camshaft 99 is moved and adjusted so that it opens the air opening 83 with the aid of the section 93 for starting the machine in the normal running direction is controlled so that the chamber can be supplied with air under high pressure and thus the start of the Machine with air is easily guaranteed.

Wenn die Maschine jedoch vier oder weniger Zylinder aufweist, insbesondere wenn sie nur einen einzigen Zylinder hat, hält ein Kolben bisweilen am oberen oder unteren Totpunkt an, was ein Schließen des LuftÖffnungsventiles zur Folge hat.However, if the engine has four or fewer cylinders, especially if it only has a single cylinder, it will stop a piston sometimes hits top or bottom dead center, which closes the air opening valve.

Es ist daher eine nicht dargestellte Dekompressionseinrichtung vorgesehen, um ein auf dieses Weise geschlossenes Ventil zu öffnen und die Maschine in den Luftmotorbetrieb zu bringen. In diesem Fall ist die Dekompressionseinrichtung keine Einrichtung zum Herabsetzen des Druckes, sondern zum Herabdrücken des Ventilstößels des Einlaßventiles, um Luft einzuleiten und zum momentanen Öffnen des LuftÖffnungsventiles der Maschine, die für den Luftmotorbetrieb eingestellt ist, um zwangsweise Luft unter hohem Druck in eine Kammer zu drücken und damit die KurbelwelleA decompression device (not shown) is therefore provided in order to close a valve which is closed in this way open and put the machine in air motor mode. In this case the decompression device is not a device to reduce the pressure, but to depress the valve lifter of the intake valve to introduce air and for the moment Open the air opening valve of the machine that is set for air motor operation to force air under high pressure into a chamber and thus the crankshaft

409885/0416409885/0416

zu drehen. Wenn sich die Kurbelwelle in die positive Richtung dreht, kann sich das Luftöffnungsventil in gewöhnlicher Weise öffnen und schließen, so daß die Maschine unmittelbar als Luftmotor arbeitet. Wenn sich im Gegensatz dazu die Kurbelwelle in die entgegengesetzte Richtung dreht, wird das Luftöffnungsventil geöffnet, wahrend der Kolben gehoben wird, und die durch die Einlaßöffnung eingeführt Luft unter hohem Druck bewirkt ein Absenken des Kolbens, so daß die Kurbelwelle sich wieder in der positiven Richtung dreht. Auch wenn sich die für den Betrieb in umgekehrte Laufrichtung eingestellte Maschine unerwünschter weise in der normalen Richtung bewegt, kehrt sie in die umgekehrte Laufrichtung zurück, da die Ventilsteuerung des Luftöffnungsventile s gestört ist.to turn. When the crankshaft rotates in the positive direction, the air opening valve can rotate in the usual manner open and close so that the machine works directly as an air motor. If, on the contrary, the crankshaft rotates in the opposite direction, the air opening valve is opened while the piston is raised, and the through the inlet port introduced air under high pressure causes a lowering of the piston so that the crankshaft is back in the rotates in the positive direction. Even if the machine set for operation in the reverse direction is undesirable Moved in the normal direction, it returns in the reverse direction as the valve control of the air opening valves s is disturbed.

Selbst wenn bei einer Maschine mit zwei oder vier Zylindern der Kolben eines der Zylinder am oberen Totpunkt anhält, kann die Kurbelwelle etwas gedreht werden. Bei einer Maschine mit einem einzigen Zylinder jedoch hält der Kolben möglicherweise am unteren Totpunkt an. Daher ist eine Maschine mit einem einzigen Zylinder so konstruiert, daß eine geringe Menge Luft unter hohem Druck durch eine Luftauslaßöffnung des Kurbelgehäuses eingeblasen werden kann. Nachdem der Kolben einmal zum oberen Totpunkt hin verschoben ist, wird dort eine Dekompressionseinrichtung in Betrieb gesetzt. Der Vorteil der Verwendung einer Maschine mit dem oben beschriebenen Aufbau in einem Schiff liegt darin, daß die Maschine in sehr kurzer Zeit durch den Luftkompressionsbetrieb scharf gebremst werden kann, daß der Kompressionsbetrieb der Maschine nur durch das Kompressionsverhältnis der Maschine beeinflußt wird und eine Störung durch den Dämpfungseffekt der' Luft verhindert wird, und daß im Falle eines v/eiteren Anstiegs des auf einen Kolben ausgeübten Gegendruckes die in zwei Stufen komprimierte Luft unter hohem Druck dazu verwandt werden kann, den Gegendruck zum Kompressionsbetrieb jedes Zylinders zu erhöhen, wodurch ein Abbremsen des Laufes der Maschine nahezu auf Null gewährleistet ist. In diesem Fall wird beispielsweise dieEven if the piston of one of the cylinders stops at top dead center in a machine with two or four cylinders, the The crankshaft. However, on a single cylinder machine, the piston may stop at the bottom Dead center. Therefore, a single cylinder engine is designed to take a small amount of air under high Pressure can be injected through an air outlet port of the crankcase. After the piston once to top dead center is shifted towards, a decompression device is put into operation there. The advantage of using a machine with The above-described structure in a ship is that the engine can be operated in a very short time by the air compression operation that the compression operation of the machine can only be braked sharply by the compression ratio of the machine is influenced and a disturbance by the damping effect of the ' Air is prevented, and that in the event of a further increase in the counter-pressure exerted on a piston, that in two stages Compressed air under high pressure can be used to increase the back pressure for the compression operation of each cylinder, whereby a braking of the running of the machine is guaranteed almost to zero. In this case, for example, the

409885/0416409885/0416

2A318282A31828

erste Zylindergruppe in den Motorbetrieb mit umgekehrter Laufrichtung gebracht und werden gleichzeitig die anderen Zylinder , beispielsweise die zweite Zylindergruppe, mit Druckluft versorgt und als Luftmotor mit umgekehrter Laufrichtung betrieben. Dann wird die erste Zylindergruppe in einem Zug auf eine hohe Drehzahl gebracht, so daß sie als Motor mit umgekehrter Laufrichtung arbeitet. Dann kann die zweite Zylindergruppe, ähnlich wie die erste Zylindergruppe, in den Motorbetrieb mit umgekehrter Laufrichtung gebracht werden. Diese verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten einer Maschine, die bei einer herkömmlichen Maschine nicht möglich sind, werden erfindungsgemäß geliefert. first cylinder group in the engine operation with reverse direction of rotation and the other cylinders, for example the second cylinder group, are supplied with compressed air at the same time and operated as an air motor with reverse direction of rotation. Then the first group of cylinders is raised in one go Speed brought so that it works as a motor with reverse direction. Then the second group of cylinders can, similarly like the first cylinder group, can be brought into engine operation with the reverse direction of rotation. These different Possible uses of a machine that are not possible with a conventional machine are provided according to the invention.

Wenn die Maschine mit Hilfe von Luft in Betrieb gesetzt und betrieben wurde, muß die verbrauchte Druckluft im Behälter ergänzt v/erden. Die zu diesem Zweck erforderliche Druckluft wird durch den Betrieb der zweiten Zylindergruppe als Luftkompressor erhalten. In diesem Fall muß jedoch die als Restluft in der zweiten Zylindergruppe verbliebene Druckluft nur zum Vorverdichten der ersten Zylindergruppe verwandt werden.When the machine is started and operated with the help of air the used compressed air must be replenished in the tank. The compressed air required for this purpose is obtained by operating the second group of cylinders as an air compressor. In this case, however, must be the residual air in the Compressed air remaining in the second cylinder group can only be used to precompress the first cylinder group.

Erfindungsgemäß kann Druckluft durch verschiedene Kombinationen von Arbeitsweisen mehrerer Zylinder erhalten werden, so daß der bei einer herkömmlichen Maschine vorgesehene Kompressor überflüssig ist.According to the invention, compressed air can be obtained by various combinations of operations of a plurality of cylinders so that the in a conventional machine provided compressor is superfluous.

Wenn ein Kompressor zur doppelten Sicherheit erforderlich ist, kann an der Hauptmaschine eine in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung laufende Motor-Luftkompressorkombination mit einem einzigen Zylinder oder mehreren Zylindern als Starter vorgesehen sein, der ein geeignetes Drehmoment hat. Zu diesem Zweck kann bei einer geringen Häufigkeit der Verwendung auch ein gebrauchter, überholter Motor verwandt werden. Die Kosten der Überholung können insbesondere dann herabgesetzt werden, wenn ein Benzinmotor mit zwei oben liegenden Nockenwellen verwandt wird.If a compressor is required for double safety, the main engine can have one in both forward and reverse directions running engine-air compressor combination with a single cylinder or several cylinders provided as a starter who has a suitable torque. For this purpose, if the frequency of use is low, a used, reconditioned engine can be used. The cost of the overhaul can be reduced in particular if a Gasoline engine with two overhead camshafts is used.

409885/0416409885/0416

Bei einer solchen Maschine mit zwei Nockenwellen, wie sie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, kann vom Motorbetrieb auf den Luftkompressorbetrieb dadurch umgeschaltet werden, daß auf einer Nockenwelle Nocken für den Motorbetrieb und für den Luftkompressorbetrieb vorgesehen sind, und die Nockenwelle, ähnlich, wie bei der dritten Ausführungsform verschoben wird, Bei einer solchen Anordnung kann selbst eine Maschine mit einem geringen Zylindervolumen leicht als Luftkompressor arbeiten. Mit Hilfe der bereits vorgeschlagenen Verstelleinrichtung für die Federkraft kann die Maschine gleichzeitig im Wechselwirkungsbetrieb arbeiten.In such a machine with two camshafts, as described in connection with the first embodiment, can be switched from engine operation to air compressor operation that on a camshaft cams for the Engine operation and for the air compressor operation are provided, and the camshaft, similarly as in the third embodiment, is shifted, With such an arrangement can even a machine with a small cylinder volume can easily work as an air compressor. With the help of the adjustment device already proposed for the spring force, the machine can work in interaction mode at the same time.

Es ergeben sich somit insgesamt die folgenden Vorteile:Overall, the following advantages result:

(1) Eine Maschine mit zwei Nockenwellen kann einfach dadurch als Luftkompressor arbeiten, daß der Drehwinkel der Nockenwelle für das Auslaßventil verändert wird und die zwei Nockenwellen mit der gleichen Drehzahl, wie die Kurbelwelle, gedreht werden.(1) A machine with two camshafts can function as an air compressor simply by changing the angle of rotation of the camshaft for the exhaust valve is changed and the two camshafts are rotated at the same speed as the crankshaft will.

(2) Die Maschine kann einfach und leicht als Luftkompressor betrieben werden, indem eine elektromagnetische Kupplung mit konstanter Lage auf der Nockenwelle der Maschine und ein automatisches Auslaßventil am Zylinderkopf vorgesehen werden.(2) The machine can be operated simply and easily as an air compressor by using an electromagnetic clutch constant position on the camshaft of the machine and an automatic exhaust valve on the cylinder head.

(3) Während des Laufes eines Fahrzeuges kann Druckluft dadurch erhalten werden, daß ein Teil der Maschine oder die gesamte Maschine als Luftkompressor beim Verringern der Geschwindigkeit arbeitet.(3) While a vehicle is running, compressed air can be obtained by removing part or all of the machine Machine works as an air compressor while slowing down.

(4) Während das Fahrzeug sti.llsteht, kann fortlaufend dadurch Druckluft erhalten werden, daß ein Teil der Maschine als Luftkompressor arbeitet, v/ährend der andere Teil als Motor arbeitet.(4) While the vehicle is stationary, compressed air can be continuously obtained by using part of the machine as an air compressor works while the other part works as a motor.

(5) Auch bei 'einer Maschine mit vier, sechs oder acht Zylin-(5) Even with a machine with four, six or eight cylinders

A09885/0A1 6A09885 / 0A1 6

243Ί828243Ί828

dem oder mit einer ungeraden Anzahl von Zylindern kann die Hälfte der Zylinder während der Fahrt des Fahrzeuges als Luftkompressor dienen oder im Leerlauf laufen, so daß der Brennstoffverbrauch herabgesetzt und eine Luftverschmutzung vermieden wird.with or with an odd number of cylinders, half of the cylinders can be used as an air compressor while the vehicle is in motion serve or idle, so that fuel consumption is reduced and air pollution is avoided will.

(6) Da die Zylinder in zwei Gruppen unterteilt sind, von denen die eine als Motor und die andere als Luftkompressor arbeiten, so daß die als Luftkompressor arbeitende Gruppe beim Anlassen der Motorgruppe die Luft in zwei Stufen auf einen bestimmten Druck komprimiert, ist die Druckbelastung so gering, daß die Motorgruppe leicht angelassen werden kann.(6) Since the cylinders are divided into two groups, one of which works as a motor and the other as an air compressor, so that the group working as an air compressor when starting the engine group, the air in two stages on a certain When the pressure is compressed, the pressure load is so low that the engine group can be easily started.

(7) Die vom Behälter direkt gelieferte Druckluft und die in der Druckluftmaschine verwandte Druckluft weisen eine äußerst geringe Temperatur auf und sind sehr nützlich, wenn sie zum Vorverdichten der Motorgruppe verwandt v/erden. Selbst wenn die Anzahl der Zylinder der Motorgruppe der Maschine gleich der Anzahl der Zylinder der Luftkompressorgruppe ist, steigt die Antriebsleistung der Motorgruppe an und kann die Luftkompressorgruppe gut angelassen werden.(7) The compressed air supplied directly from the container and the compressed air used in the compressed air machine are extremely low Temperature and are very useful when used to pre-compress the motor group. Even if the number the cylinder of the engine group of the machine is equal to the number of cylinders of the air compressor group, the drive power increases the motor group and the air compressor group can be started properly.

(8) Wenn die Abluft von einer Druckluftmaschine nicht an die Außenluft abgegeben wird, sondern über eine Leitung zum Motorteil der Maschine geleitet wird, wird eine Geräuschentwicklung der Druckluftmaschine vermieden.(8) When the exhaust air from a compressed air machine is not released to the outside air, but via a line to the motor part the machine is conducted, the compressed air machine does not generate any noise.

(9) Durch eine Versorgung der Luftkainmer mit Luft unter hohem Druck durch eine zusätzlich vorgesehene dritte Luftöffnung kann ein schnelles Starten der Maschine mit einem hohen Drehmoment erzielt werden, wodurch die Bedienung des Fahrzeuges durch den Fahrer wirksamer wird.(9) By supplying the air chamber with air under high Pressure through an additionally provided third air opening can enable the machine to be started quickly with a high torque can be achieved, whereby the operation of the vehicle by the driver is more effective.

(10) Wenn die Maschine bei einer Umkehr der Laufrichtung abgebremst wird und dabei als Luftkompressor arbeitet, kann die(10) When the machine brakes when reversing the direction of travel and works as an air compressor, the

4Q9885/04164Q9885 / 0416

Laufrichtung sehr schnell umgekehrt werden, und die kinetische Energie der Maschine kann wirkungsvoll ausgenutzt werden.The direction of travel can be reversed very quickly, and the kinetic energy of the machine can be used effectively.

(11) Die Umkehrung der Laufrichtung der Maschine zur normalen oder zur entgegengesetzten Laufrichtung kann einfach dadurch erreicht werden, daß ein Antriebsnocken für die umgekehrte Laufrichtung für das Einlaßventil, das Auslaßventil und das Luftöffnungsventil zum Ausstoßen der Restluft vorgesehen ist. Ein solcher Mechanismus kann bei jeder großen oder kleinen Maschine vorgesehen werden.(11) Reversing the direction of the machine to the normal or the opposite direction can simply be done by doing this be achieved that a drive cam for the reverse direction of rotation for the inlet valve, the outlet valve and the air opening valve is provided for expelling the residual air. Such a mechanism can be used on any large or small machine are provided.

(12) Sogar eine Maschine mit vier oder weniger Zylindern oder mit einem einzigen Zylinder kann in die normale oder entgegengesetzte Laufrichtung gestartet werden, wenn eine Dekompressionseinrichtung vorgesehen ist.(12) Even an engine with four or fewer cylinders, or with a single cylinder, can turn into normal or opposite Running direction can be started when a decompression device is provided.

409885/0416409885/0416

Claims

Machine working as an air compressor, suitable for a vehicle, with one or more cylinders, in the chambers of which a piston can slide, with inlet and outlet valves for opening and closing of inlet and outlet openings, which are provided on the upper portion of the cylinder, two camshafts, the cams for the intake valves and cams for the exhaust valves for actuating the intake and exhaust valves, respectively, with transmission means for transmitting the rotation of the crankshaft to the two camshafts, one with the inlet port associated means for supplying fuel and air and having one with the outlet opening associated device for discharging the exhaust gas, characterized by an air supply device to interrupt the fuel supply to the chambers, to change the inlet channels and to Charging the chambers through the inlet openings only with air, through an air extraction device for removing Compressed air from the chambers through the outlet port and for storing the air, through an actuator for Actuate the air supply device and the air extraction device at a desired time, and through another transmission means for rotating the camshafts for the intake and exhaust valves with the same Speed at which the crankshaft rotates and for changing the valve timing of the intake and exhaust valves so that the engine is running when the two camshafts are rotated by the first transmission and the machine is in air compression mode when the two camshafts are driven by the

409885/04 16

second transmission device, i.e. the device for changing the valve timing.

2. Machine according to claim 1, characterized by a change and transmission means for changing the angle of rotation of the camshafts for the intake and exhaust valves with regard to the crankshaft to open the exhaust "~ valve offset by 180 ° from the closing of the inlet valve to begin by an automatic outlet valve that is provided at the upper portion of the cylinder, by an air supply device for cutting off the fuel supply the cylinder and for changing the intake ports to the cylinders through the intake and exhaust ports only to be supplied with air, through an air extraction device for extracting the compressed air in the chambers Air by actuating the automatic exhaust valve and storing the air, and by one. Actuator to operate the change and transfer device, the air supply device and the air extractor set up at a desired time, the machine operating in engine mode when the two camshafts be rotated by the transmission device and the machine operates in air compressor mode when the two camshafts are rotated by the change and transmission device.

3. Machine according to claim 1 or 2, characterized by a device for establishing and releasing a connection between the crankshaft and the camshafts to transmit the rotation of the crankshaft to the camshafts, by a coupling device for transmitting - the rotation of the crankshaft to each of the camshafts with a specific one Angle of inclination, by means of a device for establishing and releasing the connection between the crankshaft the transmission device and the camshafts, and

£ 09885/0416

by means for freely dividing each of the camshafts in the desired ratio.

4. Machine according to claim 2, characterized in that the changing and transmitting means for the camshafts the intake and exhaust valves can rotate at the same speed as the crankshaft rotates, and that Air is drawn in by opening both the inlet and outlet valves for a period of time which corresponds to the intake and explosion strokes of the engine operating while the air is expelled by an automatic exhaust valve is actuated for a period of time which corresponds to the compression and exhaust strokes of engine operation is equivalent to.

5. Machine working as an air compressor with several cylinders arranged in a motor housing, in which pistons can slide, with inlet and outlet valves to open and close inlet and outlet ports on the top Part of the cylinders are provided with a cam

'shaft, the cams for the intake and exhaust valves, respectively for actuating the inlet and outlet valves, with a device connected to the inlet port for Supply of fuel and air, and with a device connected to the outlet opening for discharging the exhaust gas, characterized in that the line system and the camshafts and the cylinders of the engine in a suitable manner are divided into a first and a second group, and the second group with an air supply device for supplying air alone and with an air extraction device for extracting compressed air from the cylinders a desired time is provided, with compressed air at the desired pressure from the air extraction device can be supplied to the inlet port of the first group.

409885/0416

6. Machine according to claim 5, characterized in that the first cylinder group works only in engine operation by being supplied with fuel, while the second cylinder group only works in air compression mode by being supplied with air only.

7. Machine according to claim 5 »characterized in that the camshaft of the first group with cams for the inlet and exhaust valves each having a normal cam portion for engine operation and a supercharging cam portion with a larger valve overlap angle that the cam for the intake valve the second group with a normal cam section for engine operation and with an axially elongated one Cam portion is provided for the compressor operation, which is adapted to the inlet valve twice for each revolution the camshaft to open and close that the cam for the exhaust valve of the second group with a normal cam section for engine operation, a section for single-stage compression operation that includes the Exhaust valve can open and close twice for each revolution of the camshaft, one section for one-two-stage Compression operation and an idle cam portion is provided which overlap the opening and Closing the inlet valve and the opening and closing of the outlet valve allows, with the exhaust gas one Part of the second cylinder group can be passed into the other cylinders at a desired time, and the camshafts of the first and second group each with a device for axially displacing them are provided.

8. Machine according to claim 5 _f, characterized in that the outlet line of the second cylinder group is connected to the inlet port of a compressed air machine, and that the outlet port of the compressed air machine via a line

409885/041 6

device with the inlet pipe of the first cylinder group of the Machine is in communication.

9. A method of driving a vehicle provided with a prime mover that works as an air compressor can and whose cylinders are divided into a first and a second group, but the vehicle is balanced is held, of which at least the second group not with fuel, but only with air alone is supplied, characterized in that the chambers of the second group are supplied with air under high pressure, to start the vehicle by air, and the first group is fueled to at the time of starting of the vehicle to cause an engine operation that the first and the second group when accelerating and at high engine speeds are supplied with fuel in order to obtain an engine operation that the second group during the Idling and when the vehicle is at cruising speed, only air is supplied to a load-free To maintain operation, and that at the time of braking at least the second group is only supplied with air, is to obtain an air compression operation, thereby reducing the speed of the vehicle and compressed air is generated.

10. Machine working as an air compressor, marked through an air opening provided separately from the inlet and outlet openings, through a line system that is connected to the air opening is in communication, the V / eg can be changed by a valve and this branch line In connection with a container for storing the compressed air via a valve that opens and closes the passage stands, through an air opening valve for opening and closing this air opening, through a camshaft, the one Has cam for actuating the air opening valve to

409885/0416

To blow compressed air through this air opening into the chambers and through a displacement device to the To offset the camshaft axially, the cams for the intake and exhaust valves with a cam section for normal run and are provided with a cam section for running in the opposite direction.

11. Machine according to claim 10, characterized in that the cams for the inlet and outlet valves with a section for the motor operation and a section for the compression operation for the normal running direction and with another section for engine operation and a section for compression operation for an opposite one Running direction are provided, and that the cam for the air opening with an actuating portion and a Section for the compression operation in each case for the normal running direction and a further actuation section and a further section for the compression operation in the reverse direction and with a closing section, with which the air opening is kept closed during engine operation of the machine, is provided.

12. Machine with valves actuated by a camshaft, marked by means for adjusting the spring force of a valve spring closing a valve, the is located between the valve spring and a cylinder head and change the spring force in at least two stages can.

409885 / Ü41B