DE2703316B2 - Verbrennungs-Motor mit Kompressionsund mit Kraftzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einem Hub-(oder Dreh-)Kolben-Verbrennungsmotor, mit Luft-(oder Gemisch-)Ansaugung, hoher Verdichtung,

für vorwiegend flüssige Kraftstoffe,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den effektiven Wirkungsgrad des Dieselverfahrens, der je nach Motorgröße ca. 32 bis 40% beträgt, durch Verwertung von Kühl- und Abgas-Abwärme mittels Regenerativ-Wärmetauschers (RWT) und Verwendung von Restgas als Arbeitsgas erheblich zu verbessern und den Ausstoß von Ruß-, NO- und CO-Anteilen im Abgas zu reduzieren. Die Erfindung geht dabei von einem Motor gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches aus.

Ähnlich bekannten Vorschlägen wird auch beim Gegenstand der Erfindung ein kleinerer, außen (und innen) gekühlter Kompressionszylinder mit Einlaßventil und kleinstmöglichem Totraum zum Ansaugen von Luft |5 (oder Gemisch) verwendet, um Kompressionsarbeit zu sparen. Der daneben angeordnete heiße Kraftzylinder mit Auslaßventil, im Zweitakt arbeitend, für Verbrennung, Expansion und Ausschub, hat, wie bekannt, einen größeren Hubraum als ersterer. Zur Verbindung der beiden Zylinder ist im gemeinsamen Zylinderkopf ein Überströmkanal und in diesem ein gesteuertes Überströmventil angeordnet

Nach einem Gedanken der Erfindung in nun die heißeste Zone des Kraftzylinders, wie Zylinderkopf, Überströmkanal, Brennraum, Zylinderoberteil und Kolbenboden mit einer Wärmeisolation, kombiniert mit einem Regenerativ-Wärmetauscher (RWT) versehen, der Kühl- und Abgas-Wärme speichert und an die im OT-Bereich einströmende Frischladung abgibt, ihren Druck steigert und damit Kraftstoffenergie spart.

Es ist bekannt, gegen Wärmeabfluß örtliche Isolation von Wirbel- und Reaktionskammern im Zylinderkopf und Kolbenboden bei Dieselmotoren vorzusehen und Kraftkolbenböden mittels Luftkammern zu isolieren. Gegen teilweisen Wärmeabfluß im Zylinderkopf und -oberteil ist es auch bekannt, dort auf Kühlung zu verzichten und die Innenseite mit zunderfester Schicht zu versehen.

Da jedoch nach der Erfindung im RWT, je nach Last, mit Temperaturen von ca. 800 bis 1300° C zu rechnen ist, würde das Zylinderkopf-Material dabei überfordert und die Ventilfunktion unmöglich, ohne den Wärmeabfluß ganz zu verhindern, bzw. diese Temperatur überhaupt zu erreichen. 4".

Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist nach einem Gedanken der Erfindung zwischen der heißen RWT-Schicht und dem tragenden Zylinderkopf eine Isolationsschicht vorgesehen, die dessen Überhitzung verhindert und auch die Kühlung der Ventile ermöglicht. in

Es ist ferner bekannt, mittels Rekuperativ-Wärmetauschers, bei dem Medium und Kühlmittel durch eine Wand getrennt sind, die in den Kraftzylinder einströmende Gemischladung unter die Selbstzündungsgrenze zu kühlen, wobei der Wärmetauscher zugleich als Flamm-Rückschlagsicherung dient. Bei Methan als Kraftstoff, mit hoher Zündgrenze, könnte damit die Ladung auch mit Abgas beheizt werden.

Während bei bekannten Viertaktmotoren mittels Zylinderisolation fast keine Kraftstoffersparnis, sondern nur erhöhte Zylinder- und Abgastemperaturen bewirkt würden, wurde bei einem Motor der Erfindung mit 0,5 I Hubraum des Kraftzylinders, mit Isolation und RWT, eine verwertbare Kühl-Abwärme bis 20% errechnet. Diese setzt sich zusammen aus der sonst abgeführten ■ Abwärme im Kraf'.zylinderkopf und Zylinderoberteil, Kolbenboden über Kolbenbahn, Fortfall des kühlen Einlaß-Ventils und -K&nals. sowie der Wärme der im Zweitakt ablaufenden heißen Phasen: Verbrennung, Expansion, Ausschub, Kompression heißer Restgsise, ohne Frischluftkühlung, welche Wärme verwertbar isi.

Wie bekannt, durch vorzeitiges Schließen des Auslaßventils wird nach einem Gedanken der Erfindung im Kraftzylinder ca, 25 bis 50% Restgas, im Mittel ca. 35%, als Arbeitsgas im »quasi-geschlossenen Kreislauf« zurückgehalten und bis zum oberen Totpunkt (OT) des Kraftkolbens entsprechend verdichtet. Die hierbei entstehende Wärme wird, neben Verbrennungs- und Strahlungs-Wärme durch die Isolation zurückgehalten, vom RWT gespeichert und nach öffnung des Überströmventils von der einströmenden Frischladung aufgenommen. Die sich dabei ergebende Drucksteigerung als Folge des Temperaturanstieges entspricht dem Arbeitsgewinn. Die Restgasmenge ist so zu begrenzen, daß die Kompressionsarbeit von Frisch- und Restgas zusammen derjenigen von Luft im Vergleichs-Diesel, mit dem Hubraum des Kraftzylinders nach der Erfindung, nahekommt. Das ist der Fall, wenn bei diesem Motor die Luft zur Restga'r -enge sich etwa wie 2 : i bis 3 : I verhält.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei dem Motor der im Oberbegriff des Hauptanspruches umrissenen Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale c'ieses Anspruches gelöst.

Wie entscheidend die Verwendung von Restgas als Arbeitsgas im erfindungsgemäßen Motor für die Verbesserung des Wirkungsgrades ist, zeigt nach thermodynamischer Berechnung ei.i Vergleich zwischen einem bekannten (genannt: Α-Motor ohne Restgas), und einem Motor nach der Erfindung (genannt: V-Motor mit 37% Restgas), sowie einem Diesel-Motor, alle mit gleichem Kraftzylinder-Hiibraum: 500 ml, Luftverhältnis: 1,2 und Verdichtungsverhältnis: 21 : I. Der Hubraum des kleineren Kompressionszylinders beim A- und V-Motor hat z. B.: 0,7x500 = 350 ml. Frischladung und Kraftstoffzusatz von q= 150 cal/Hub sind bei diesen ebenfalls gleich groß.

Die errechnete Nutzleistung des V-Motors ist: P-* 100%, wie beim Dieselmotor, der dafür aber q = 200 cal/Hub Kraftstoffzusatz benötigt. Die errechnete Leistung des Α-Motors beträgt aber nur: P=80%. Das ist zwar um 15% besser als bei einem Normal-Diesel mit 350 ml Hubraum, aber der Verbrauch ist mit q= 150/0,8= 187 cal/Hub um ca. 25% höher als beim V-Motor, höhere Reibverluste unberücksichtigt.

Auf den Diesel mit 500 ml Hubraum bezogen ist die Kraftstoffersparnis beim A-Motor: 200-187/200 = 6,5% und beim V-Motor: 200-150/200 = 25%.

Der rechnerische Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Motors ist also um 25% besser als der des Dieselmotors, obwohl nur 15% verwertbare Kühlabwärme angerechnet wurde. Das erklärt sich damit, daß beim Α-Motor die Hubarbeit nur von der Masse der Frischladung, beim V-Motor jedoch von der größeren Masse: Frischladung + Restgas erzeugt wird.

Die verwertbare Wärme im V-Motor der Erfindung besteht also aus;

1. Eingesparter KUhlwärme durch Isoiation, i. Mittel: ca. 15% (bis 20%).

2. Restgaswärme ca. 5 bis 7%, teils durch Verdichtung erzeugt bzw. aufgewertet, wobei die Restgasmenge so begrenzt ist, daß ihre Verdichtungsarbeit den Gewinn nicht aufzehrt.

3. Einsparung an Abgasvcrlust ca. 5 bis 7%, da die kleinere l'rischladiing eine kleinere Abgasmenge erzeugt und der nicht ausgestoßene Teil als i'ro/cQwärmc im Zylinder bleibt.

Summicrung von I. bis 3. ergibt 25% (bis 29%) Kraftstoffcrsparnis.

Abb. 3 zeigt ein Wärmefluß-Diagramm des Vergleichs-Dicselmotors, A b b . 4 das eines erfindungsgemäßen Motors Die Kraftstoffzufuhr beträgt beim Diesel. C= 100%. beim V-Motor hingegen nur: c— 75%. Die Nutzleistung: /'- 3H% ist bei beiden gleich groß, weil die Wärmcvcrlustc beim V-Motor kleiner sind, was •.ich in der Einsparung von ca. 25% im Verbrauch auswirkt. Ii

Heim RegcncralivWärmctauschcr (RVVT) ist die Wärme-Aufnahme und Abgabe abhängig von: Oberfläche. Tauschzcit. Tcmperaturdiffercn/. spezifischer Wär-

mjl flf'r

Geschwindigkeit wächst. Man wird deshalb seine 2« Oberfläche mit bekannten Mitteln, wie Verrippung, l.amcllieriin.g (als Blech- oder Drahtpaket), usw. vergrößern und ihn dort anordnen, wo die Gasgeschwindigkeit am höchsten ist, nämlich im Überströmkanal und/oder Brennraum. Verrippung des Kolbenbo- r> dens wäre wegen des sich bildenden Totraunies und der Verkokung ungünstig. Doch auch bei glatter Beschichtung des isolierten Raumes mit z. B. nur 0.5 mm dickem zunderfestem Material wäre eine Speicherfähigkeit von ca. 40facher Wärmekapazität der Gasladung zu erzielen. Das heißt bei Änderung der Oberflächenlemperatur des RWT um I' ( könnte die Gastemperatur um ca. 40 C erhöht oder gesenkt werden Die wirksame Oberfläche eines Feindrahtpaketes, z. B. im Überströmkanal, würde ausreichen, um 5 bis 7% Restgaswärmc in j-ί der verfügbaren Zeit bei n= 5000 UpM an die Frischladung auszutauschen.

Zur Verringerung der Schadstoffe im Abgas sind folgende Verfahren bekannt:

!. Nachverbrennung der Abgase in Reaktoren oder -»n Nachreaktion in Katalysatoren, was jedoch teuer und kraftstoffverbrauchend ist:

2. Schichtladung, bei der eine fett und mager geschichtete Ladung verbrannt wird, was noch nicht optimale Werte ergibt: ·"■

3. Kontinuierliche Verbrennung in Spezialbrennern. mit sehr guten Werten, aber nur in Sprzialmotoren anwendbar.

4. Ruckführung von Restgasen, entweder im Zylinder belassen oder von außen zugeführt, mit Frischladung '<" 7. T. geschichtet, komprimiert, gezündet und verbrannt, was nicht optimale Werte gibt und zu Leistungseinbußen führt. Bekannt ist ein Motor mit zwei gleichen Zylindern, bei dem aus dem Ladezylinder mit 90° KW Kolbenvorlauf Gemisch oder Luft in den Kraftzylinder mit 50% Restgasfüllung eingeschoben und gemeinsam verdichtet wird. Die Zündung mittels Zündkerze oder Kraftstoffzugabe erfolgt im Überströmkanal, wo das Frischgemisch noch relativ unvermischt mit Restgas ist. Durch gezielte Steuerung des Einlaßventils kann der w> Zusatz von Frischgemisch verringert werden. Da es aber unvermeidbar ist, daß sich der Großteil der Frischladung mit dem Restgas mischt, erscheint das Ergebnis unzureichend.

5 Das Diesel-Verfahren mit Abgasturbo-Aufladung bringt neben Leistungssteigerung auch Kraftstoffeinsparung und verbesserte Abgaseigenschaften, die iedoch noch unzureichend sind.

Beim erfindungsgemäßen Motor treten hinsichtlich der Minderung der Schadstoffe folgende vorteilhafte Wirkungen ein:

1) Längsschichtung der Ladung, die bei Einspritzung des Kraftstoffes in den ersten Teil des in den Brennraum überströmenden l.uftslrahlcs, nach Öffnung des Überströmventils etwa 30 bis 15 KW vor clem OT, entsteht. Nach Zündung des Gemisches an der heißen Brennraumwand, oder bei kaltem Motor mittels Zünd- oder Glühkerze, verbrennt der erste, fette Gemischteil bei OrMangcl im niedrigen Druck/Temperaturbereich, was für minimale NO-Bildung sehr günstig ist. Die im Brennraum befindlichen Rest und Abgase werden hierbei durch den Brennstrahl, der mit neu zuströmendem Gemisch genährt wird, laufend verdrängt, so dal.) eine einwandfreie Verbrennung — wie im Ölofen — gewährleistet ist, bei allseitig heißen Wänden.

2) Umwälzung des Brcnnstrahles in der Wirbclkam mrr im I .uftüberschuU mit ein- bis mehrmaliger Überschneidung, bei Druck- und Temperaturanstieg wobei CO- und CM-A nicilc nachbrennen.

3) Nachreaktion der rüekgeführten Restgase zwi sehen den heißen RWT-I lachen im Luftüberschuß wobei Ruß und leilverbranntc Produkte, die beim Diese anfallen, noch restlos umgewandelt werden.

4) Durch die gegenüber dem Diesel um mindestens 'Λ kleinere Abgasmenge, die der kleineren Frischladung entstamm, wird der .Schadstoffausstoß noch weitet reduziert.

Diese überströmende Verbrennung erfolgt klopffrei geräuscharm, energiesparend, optimal schadstoffarrr und somit umweltfreundlich. Da τη die Kraftstoffquali tat keine besonderen Ansprüche gestellt werden, besitzi der V-Motor Vielstoffähigkeit.

In der Zeichnung. Abb. 1,2 und 3 sind Ausführungs beispiele zur Veranschaulichung der Erfindung darge stellt.

Gemäß Abb. I ist der kleinere, gekühlte, mii klcinstmöglichem Totraum konstruierte Kompressions zylinder 1 mit Kolben 2. Einlaßventil 3. Überströmventi 4 zum Brennraum 5, ζ. Τ. als Wirbelkammer ausgebildet im gemeinsamen Zylinderkopf 6 angeordnet. 7 ist dei größere, heiße Kraftzylinder mit Kolben 8 unc Auslaßventil 9. Kraftzylinder-Kopf- und -Oberteil Überströmkanal und Brennraum sind im heißen Teil mi der Wärmeisolation 10. der Kolbenboden ist mi Isolation 11 versehen, die mit der Beschichtung 12 unc 13 als Rcgenerativ-Wärmetauschcr kombiniert ist. DU Speicherfähigkeit z. B. von 1 mm dickem zunderfesterr Material entspräche etwa der 80fachen Wärmekapazi tat der Gasladung. Zur Erhöhung der Wärmeü^irtra gung in der verfügbaren Zeit kann die Oberfläche de: Wärmetauschers (RWT), besonders im durchströmtet Teil, mit bekannten Mitteln wie Verrippung, Lamellie rung (als Blech- oder Drahtpaket), usw. vergrößer werden.

Der Brennraum bzw. dessen Wirbelkammerteil 5, füi Verdichtungsverhältnis 12 bis über 25, besteht aus einei konischen, zylindrischen oder kugeligen äußeren Wan< 5a, dem oberen Boden 56, dem Wirbelkern 5c; dei fallweise entfallen kann, sowie dem im OT kun verweilenden Kolbenboden 13. Nach Einspritzung de: Kraftstoffes über eine Düse 14 und Öffnung de; Überströmventils 4, etwa 30° KW vor dem OT, ström die verdichtete Luft gemischbildend, längsgeschichtet, ii die Wirbelkammer ein, wo säe an der heißen Wand, ode: bei kaltem Motor mittels Zünd- oder Glühkerze 21 gezündet wird. Der Durchmesser der Wirbelkammer is

so bemessen, daß der Brennstrahl nach tangentialem Eintritt, in der verfügbaren Zeit, ein- bis mehrmals umgewälzt und im Punkt s (Abb. 2) »geschnitten« wird. Bei größeren Schnelläufer-Motoren können auch mehrere Wirbelkammern parallel angeordnet sein. ■>

Die Kolben werden über Pleuelstangen 16, 17 von Kurbel 18 und Kurbelwelle 19 angetrieben, wobei durch die V-^tellung der Zylinderachsen ein Vorlauf des Kraftkolbens vor dem Kompressionskolben erzielt wird. Dieser beträgt 0° bis ca. 30°, im Mittel nach Abb. I etwa 15° bis 10^cKW. Bei Reihenbauart können die Kolben aber auch von zwei nebeneinanderliegenden Kurbeln einer Kurbelwelle angetrieben werden.

Ansaugen, Verdichten und Expansion dauern je einen ganzen Hub. Beim Ausschub schließt Auslaßventil 9, je nach Restgasmenge, vor dem OT. Das im Kraftzylinder teilverdichtete Restgas von 25 bis 50% erhält seinen vollen »dieselähnlichen« Druck nach Einströmen der Krischladung aus dem kompressionszyiinder ohne Totraum, so daß bei der Expansion die Leistung eines Diesels mit gleichem Hubraum erzielt wird, bei etwa gleicher Abgastemperatur, als Folge der kühleren Kompression.

Mit Kraftzylindern aus Keramik und ebensolchen Kolben, wie anderweitig vorgeschlagen, ohne Kühlung und Schmierung, wobei die Reibungswärme auch nutzbar wäre, könnte der Kraftstoffverbrauch des Erfindungsgegenstandes noch weiter gesenkt werden.

Wie bekannt, könnte die Kompressionstemperatur durch Wassereinspritzung über Düse 21 und 21a oder Ansaugung von Sprühwasser gesenkt werden, um Kompressionsarbeit zu sparen und die Abgastemperatur zu senken.

Beim Erfindungsgegenstand ist das Ansaugen anstatt über Einlaßventil 3 auch über Schlitze 22 möglich. y> Aufladung zur Leistungssteigerung mittels Kurbelkastenpumpe, wie bei Zweitaktmotoren üblich, kann ebenfalls über diese Schlitze erfolgen. Wie bekannt, ist die Aufladung auch mit Abgasturboladern möglich.

Bei größeren Restgasanteilen ist es auch möglich, das Abgas aus dem Kraltzylinder, teilweise, über Auslaßschli'ze 23 mittels Ejektor 24, der mit der kinetischen Abgasenergie betrieben wird und einen Unterdruck erzeugt, abzuziehen. Die Ejektor-Wirkung könnte auch mittels Druckluft aus dem Kurbelkasten über Kanal 25 unterstützt werden. Wenn ferner eine Belastungsfeder F am Überströmventil 4 so eingestellt wird, daß Drucksteuerung durch den Kompressionsdruck erfolgt, dann könnte die Ventilsteuerung überhaupt entfallen, was eine erhebliche Vereinfachung wäre.

A b b. 5 zeigt eine andere Ausführung, bei der die Aufheizung der Frischladung mit Abgas zur Wärmeausnutzung in einem für beide Zylinder gemeinsamen, außen abgasbeheizten Kompressionsraum 29 erfolgt Das ist dann möglich, wenn die Abgastemperatur ausreichend Ober der des komprimierten Frischgases liegt, wie z. B. bei niedrigem Verdichtungsverhältnis.

Ähnliche Vorschläge mit gemeinsamen Kompressionsraum, ohne und mit Abgasbeheizung, zwei gleichzeitig den OT erreichenden Kolben, beide jedoch ohne Restgas als Arbeitsgas, sind bereits bekannt.

In A bb.5sind Zylinder 1, 7, Kolben 2,8, Einlaßventil 3, Auslaßventil 9, Wirbelkammer 5, Isolation 10, 11 und RWT 12, 13 wie in Abb. 1 ausgebildet. Der Kompressionskolben 2 hat hier jedoch einen Vorlauf von ca. 90"KW vor dem Kraftkolben 8. Nach dem Ansaugen beim Abwärtsgang schieb} der Kompressionskolben 2 beim Aufwärtsgang, vor dem OT, die Luftladung bei steigendem Druck über das federbelastete Rückschlagventil 28 in den Kompressionsraum 29, der außen mit Abgas vom Kanal 31,32 beheizt wird. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung ist die Verrippung 29a oder ähnliches vorgesehen. Da der Kraftkolben erst nach ' /2 Hub = 90° KW den OT erreicht, verbleibt diese Zeitspanne zur Anwärmung der Frischladung im Kompressionsraum 29, wo auch das etwa enthaltene Sprühwasser verdampfen kann und den Druck erhöht.

Das im Kraftzylinder befindliche Restgas von 25 bis 50% wird bis kurz vor dem OT entsprechend verdichtet. Hier öffnet das gesteuerte Überströmventil 30, und die Ladung aus dem Kompressionsraum 29 strömt in die Wirbelkammer 5, wobei ihr mit bekannten Mitteln ein schraubenförmiger Drall aufgezwungen wird. Auch hier wird, zur Erzeugung einer Längsschichtung, Kraftstoff aus Düse 14 in den ersten Teil der überströmenden Ladung eingespritzt. Vor der Zündung erwärmt sich die Frischladung auch hier am RWT, der wegen der gespeicherten Wärme eine höhere Temperatur besitzt, wodurch Nutzarbeit erzeugt wird.

Auch bei dieser Alternative ist ventillose Ansaugung und Aufladung über Schlitze 22 sowie Absaugung der Abgase über Schlitze 23 möglich, w!e bei Abb. I beschrieben.

Wasserzusatz senkt das gesamte Temperaturniveau des Motors. Wegen der Komplikation und der zusätzlichen Einrichtungen, wird er wohl nur bei stationären Anlagen in Frage kommen.

Der Kompressionsraum 29 ist auf das Verdichtungsverhältnis von Zylinder 1 abgestimmt. Für Kraftzylinder 7 gilt die Summe aus Kompressionsraum 29 plus Inhalt der Brenn- bzw. Wirbelkammer 5 als gesamter Kompressionsraum.

Die Feder des Rückschlagventils 28 ist so wählen, daß dieses erst nach dem Schließen des Überströmventils 30 am Ende des Expansionshubes, öffnet, um Gasverluste zu vermeiden.

Die Lastregelung erfolgt durch Kraftstoffzugabe, wie beim Diesel.

Zum Vergleich der Baugröße ist in Abb. 6 maßstäblich der Vierzylinderblock eines Normalmotors, den Motoren der Erfindung, in A b b. 7 als Reihenmotor und in A b b. 8 in der Bauart nach A b b. 1 mit leicht V-förmig angeordneten Zylindern gegenübergestellt

Sinngemäß lassen sich die Erfindungsgedanken auch auf Drehkolben-Motoren anwenden, wenn die Abdichtung hoher Drücke gelingt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Zyklisch im Zweitalct arbeitender Verbrennungsmotor mit hoher Verdichtung wie ein Diesel-Motor, mit mindestens einem gekühlten Kompressionszylinder mit kieinstmöglichem Totraum und mit größerem Kraftzylinder, mit gesteuerten Einlaß-, Überstrom- und Auslaßciffnungen, mit Ladungswechsel aus dem Kompressionszylinder in den Brennraum des Kraftzylimders im OT-Bereich des Kraftkolbens, mit Kraftstoffzusetzung beim Überströmen der Ladung, mit Turbulenz der Ladung im Brennraum, Zündung der Ladung im Brennraum und mit Maßnahmen zur Wärnneisolation im Kraftzylinderbereich, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftkolben (8) dem Kompressionskolben (2) 0° bis 30⁰KW, im Mittel 10° bis 15° KW, voreilt, bzw. ca. 90⁰KW nacheilt, daß in der heißen Zone des Kraftzylinderbereichs, nämlich im Zylinderkopf und ZylinderofecTteil. Überströmkanal, Brennraum und am Kolbenboden, eine Wärmeisolation (10, 11) vorgesehen ist, die entweder als Regenerativ-Wärmetauscher (12, 13) ausgebildet oder damit kombiniert ist, dessen Oberfläche mit bekannten Mitteln wie Verringerung, Lamellierung, Gestaltung als Blech- oder Drahtpaket oder dgl. vergrößert ist, daß die Auslaßöffnung zur Restgasrückhaltung für den nächsten Arbeitszyklus vor OT geschlossen wird, um eine Restgasmenge von 25 bis 50%, im Mittel ca. J0 35%, im Kr?ftzylinder zurückzuhalten, daß bei der im OT-Bereich in den Kraftzylinder eingebrachten Frischladung eine Längsschic:,(ung, zuerst fett, dann mager bis reine Lufc, durch Einspritzung des Kraftstoffes in den ersten Teil ■ 2S überströmenden Luftstrahles erzeugt und dieses Gemisch beim Überströmen, unter Verdrängung der Rest- und Brenngase und mindestens einmaliger Umwälzung in einem als mindestens eine Wirbelkammer (5) ausgebildeten Teil des Brennraumes verbrannt wird, daß die in den Kraftzylinder eingebrachte Frischladung um die Restgasmen.ge kleiner ist als dessen Hubraum und daß die mittels der Isolation im Kraftzylinder zurückgehaltene und gespeicherte Kühl-, Abgas- und Restga:;-Wärme zur Krafterzeu- -t5 gung verwendet wird.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum siamt seinem Wirbelkammerteil (5) durch eine zylindrische, kegelige oder kugelige Außenwand (5a), den Boden (5b) und einen ?n Wirbelkern (5c). der fallweise entfallen kann, begrenzt ist und der Durchmesser der Außenwand so gewählt ist, daß der umgewälzte Brennstrahl in der verfügbaren Zeit eine bereits durchlaufene Stelle (Punkt 5, Abb. 2) mindestens noch einmal durchläuft bzw. sinngemäß e;inen schraubenförmigen Längsdrall ausführt.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste fette Teil des Brennstrahles unter O2-Mangel bei niedrigeren mi Drücken/Temperaturen und der nachfolgende magere Teil bei Umwälzung in der Wirbelkammer im Luftüberschuß bei höheren Drücken und Temperaturen verbrennt.

4. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 1 ·· > bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Isolation des Kraftzylinderbereichs unter anderem auch Metalloxyde, auch aufgespritzt, Metallschwamm mit Gasoder Vnkuumeinsehlüssen oder entsprechendes Keramik-Material verwendet werden oder Zylinder, Zylinderkopf und Kolben ganz aus Keramik gefertigt sind, wobei die entstehende Reibungswärme als Aitieitsenergie verwertet wird.

5. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugung der Frischladung im Kompressionszylinder und/ oder die Aufladung aus dem Kurbelgehäuse als Ladepumpe über Schlitze (22) im UT-Bereich des Kompressionskolbens (2) erfolgt, wobei das Einlaßventil (3) entweder entfällt oder belassen werden kann.

6. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei höheren Restgasanteilen die Abgase über Auslaßschiitze (23) in der UT-Lage des Kraftkolbens (8) mittels eines Ejektors (24), der mit Abgasenergie betrieben wird und mit Druckluft aus der Kurbelkastenpumpe (über Kanal 25) unterstützt sein kann, abgesaugt werden, wobei das Auslaßventil (9) entfällt.

7. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gegebenenfalls zwischen dem Kompressionszylinderkopf und dem Brennraum des Kraftzylinders eine außen abgasbeheizte Vorkammer (29) angeordnet ist, sich am Eingang derselben ein driickgesteuertes Rückschlagventil (28) und am Ausgang zum Brennraum (5) des Kraftzylinders ein mechanisch gesteuertes Überströmventil (30) befindet und das Volumen der Vorkammer aaf das Verdichtungsverhältnis des Kompres.sionszylinders und das Volumen von Vorkammer plus Brennraum auf das des Kraftzylinders abgestimmt ist, unter Berücksichtigung des Frisch- und Restgasanteiles.

8. Motor nach mindestens einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daC Kompressionsund Kraftkolben entweder gemeinsam von einer Kurbel (il8) einer Kurbelwelle (19) oder von zwei nebeneinanderliegenden Kurbeln, in Reihenbauweise, angetrieben werden.

9. Motor nach mindestens einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Überströmkanals oder des Brennraumes eine Kraftstoff-Einspritzdüse (14) und eine Zünd- oder Glühkerze (20) und vor oder hinter dem Einlaßventil eine Wasserzusatzdiise (21, 2Ia^angeordnet ist bzw. sein kann.

10. Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzusatz zur Frischladung nach der Abgasternperatur dosiert wird.

11. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ansaugung oder Aufladung im Kompressionszylinder über Schlitze und Absaugung der Abgase im Kraftzylinder über Schlitze das Überströmventil (4) mittels Druckfeder (F) auf Drucksteuerung umgestellt wird, wodurch die Ventilsteuerung in Fortfall kommt.

12. Motor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Drehkolben-Motor ausgebildet ist.