DE2708729A1

DE2708729A1 - Four stroke engine charged by crankcase pressure - has inlet valve regulating transfer channel inlet

Info

Publication number: DE2708729A1
Application number: DE19772708729
Authority: DE
Inventors: Klaus Metzger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-01
Filing date: 1977-03-01
Publication date: 1978-09-07

Abstract

The four stroke engine uses a crankcase pressure as a pre-compressor for the fuel air mixture. The crankcase is designed as small as possible so that the volume is considerably less at piston bottom dead centre than that of the cylinder swept volume. The engine has a fuel/air mixture transfer pipe (33) which starts at a transfer port in the cylinder wall and terminates at an opening on the cylinder head. The opening is regulated in the conventional four stroke manner. The piston has an opening (26) just below the crown, opposite the transfer port (32) at piston bottom dead centre. The transfer pipe (33) volume is equal to the cylinder swept volume and acts as a mixture storage chamber. The fuel/air mixture is drawn into the crankcase via an intake pipe (31) and an inlet port (29). The inlet port is in the cylinder wall just below the lower piston skirt edge when the piston is at top dead centre.

Description

Anmelder: Stuttgart, den 21.Januar 1977Applicant: Stuttgart, January 21, 1977

Klaus Metzger
Calwer Straße 1Klaus Metzger
Calwer Strasse 1

7032 Sindelfingen7032 Sindelfingen

Vier-Takt-MotorFour-stroke engine

mit mindestens einem über eine Kurbelgehäusepumpe .aufladbaren Zylinder.with at least one cylinder that can be recharged via a crankcase pump.

Die Erfindung betrifft einen Vier-Takt-Motor mit mindestens einem über eine Kurbelgehäusepumpe aufladbaren Zylinder, dem mindestens im Verlauf des Ansaughubes des Arbeitskolbens über einen mit dem Kurbelgehäuse und dem Zylinder kommunizierenden Überströmkanal ein mittels der in den ÜberströmkanalThe invention relates to a four-stroke engine with at least one cylinder that can be charged via a crankcase pump, at least in the course of the intake stroke of the working piston via a communicating with the crankcase and the cylinder Transfer channel a by means of the in the transfer channel

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und in ein Vorratsvolumen arbeitenden Kurbelgehäusepumpe vor verdichtetes Kraftstoff-Luft-Gemisch zuführbar ist, wobei das Kraftstoffgemisch dem Kurbegehäuse über einen Einströmkanal zugeführt ist, dessen Mündungsöffnung gesteuert absperrbar ist, sobald der Kompressionshub der Kurbelgehäusepumpe einsetzt und freigebbar ist, sobald der Ansaughub der Kurbelgehäusepumpe einsetzt und wobei der Überströmkanal eine im Bereich der Zylinderbohrung angeordnete Überströmöffnung aufweist, die im Verlauf des Durchgangs des Arbeitskolbens durch seinen kurbelwellennahen Totpunkt offen und sonst doch das Kolbenhemd verschlossen ist.and compressed fuel-air mixture can be fed into a supply volume working crankcase pump, wherein the fuel mixture is delivered to the crankcase via an inflow channel is supplied, whose mouth opening can be shut off in a controlled manner as soon as the compression stroke of the crankcase pump begins and can be released as soon as the intake stroke of the crankcase pump begins and the overflow channel has an overflow opening arranged in the region of the cylinder bore, which is open and in the course of the passage of the working piston through its dead center near the crankshaft otherwise the piston skirt is closed.

Ein solcher Vier-Takt-Motor ist aus der DT-OS 2 261 bekannt.Such a four-stroke engine is known from DT-OS 2 261.

Der bekannte Vier_TTakt-Motor umfaßt ein übliches Vier-Takt-Antriebssystem mit geeignet gesteuerten EJjilaß- und Auslaßventilen und einem üblichen zylindrisch-topförmigen Arbeitskolben. Während des Ansaughubes des Kolbens wird bei geöffnetem Einlaßventil und geschlossenem Auslaßventil ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder angesaugt bis dieser im Bereich seines kurbelwellennahen oder unteren Totpunktes angelangt ist. Während des anschließenden Kompressionshubes, währenddessen der Kolben in der Zylinderbohrung von seinem unteren Totpunkt in den kurbelwellenfernen oder oberen Totpunkt gleitet, ist sowohl das Einlaß- als auch das Auslaßventil geschlossen. Im Anschluß an die im oberen Totpunktbereich des Kolbens erfolgende Zündung führt dieser den Arbeitshub aus, wobei der Kolben wieder in den Bereich seines unteren Totpunktes gelangt und Einlaß- und Auslaß-Ventil geschlossen bleiben. Danach öffnet das Auslaßventil und der Kolben führt den Ausschub-Hub aus, währenddessen .The well-known four-stroke engine _T includes a conventional four-stroke drive system with suitably controlled EJjilaß- and exhaust valves and a conventional cylindrically pot-shaped piston. During the intake stroke of the piston, with the inlet valve open and the outlet valve closed, a fuel-air mixture is sucked into the cylinder until it has reached its crankshaft or bottom dead center. During the subsequent compression stroke, during which the piston slides in the cylinder bore from its bottom dead center to the crankshaft-remote or top dead center, both the inlet and the outlet valve are closed. Subsequent to the ignition taking place in the top dead center area of the piston, the piston executes the working stroke, the piston returning to the area of its bottom dead center and the inlet and outlet valves remaining closed. Then the exhaust valve opens and the piston executes the extension stroke during this time.

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das verbrannte Gas-Gemisch durch das offene Auslaßventil ausgeschoben wird. Wenn der Kolben wieder in seinen oberen Totpunkt gelangt oder kurz davor öffnet das Einlaßventil und das Auslaßventil schließt kurz danach. Es folgt dann wieder der Ansaughub des Arbeitskolbens. Insoweit unterscheidet sich der bekannte Vier-Takt-Motor nicht von Vier-Takt-Motoren, deren Kurbelgehäuse mit einer mit dem Außenraum kommunizierenden Druck-Ausgleichsöffnung versehen ist. Um nun gegenüber solchen Motoren, bei denen im Kurbelgehäuse auch während des Betriebs des Motors ständig der Außendruck oder ein von diesem zumindest nur sehr wenig abweichender Druck herrscht, eine Leistungssteigerung zu
erzielen, wird die Hin- und Herbewegung des Kolbens, die bei geschlossenem Kurbelgehäuse alternierend zu einer
Komprimierung und Entspannung im Kurbelgehäuse enthaltenen Gases führt, dazu ausgenutzt, im Zylinder einen erhöhten Gasdruck und damit eine erhöhte Kraftstoff-Aufnahmefähigkeit des Arbeitsgases zu erzielen. Hierzu ist ein in die Zylinderbohrung mündender Einströmkanal vorgesehen, dessen Einströmöffnung in einer solchen Entfernung von der
Drehachse der Kurbelwelle angeordnet ist, daß der Einströmkanal dann vollständig geöffnet ist, wenn sich der
Kolben in seinem oberen Totpunkt befindet, sowie ein
von dem Kurbelgehäuse ausgehender Überströmkanal, dessen in die Zylinderbohrung mündende Überströmöffnung in
einem solchen Abstand von der Drehachse der Kurbelwelle
angeordnet ist, daß die Überströmöffnung vollständig
geöffnet ist, wenn sich der Kolben in seinem unteren
Totpunkt befindet,aber auch vollständig geschlossen ist, wenn sich der Kolben in seinem oberen Totpunkt befindet.the burned gas mixture is expelled through the open exhaust valve. When the piston reaches its top dead center again or shortly before it, the inlet valve opens and the outlet valve closes shortly thereafter. The suction stroke of the working piston then follows again. In this respect, the known four-stroke engine does not differ from four-stroke engines, the crankcase of which is provided with a pressure equalization opening that communicates with the outside space. In order to achieve an increase in performance compared to such engines in which the external pressure or a pressure that deviates from this at least very little is constant in the crankcase even during operation of the engine
achieve, the reciprocating motion of the piston, which alternates with the crankcase closed to one
Compression and expansion of the gas contained in the crankcase, exploited to achieve an increased gas pressure in the cylinder and thus an increased fuel absorption capacity of the working gas. For this purpose, an inflow channel opening into the cylinder bore is provided, the inflow opening of which is at such a distance from the
The axis of rotation of the crankshaft is arranged so that the inflow channel is fully open when the
Piston is in its top dead center, as well as a
from the crankcase outgoing transfer channel, whose transfer opening opening into the cylinder bore in
such a distance from the axis of rotation of the crankshaft
is arranged that the overflow opening completely
is open when the piston is in its lower position
Dead center is located, but is also completely closed when the piston is in its top dead center.

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Der Abstand dieser Überströmöffnung von der Drehachse der Kurbelwelle ist also mindestens um die halbe Summe der in Hubrichtung des Kolbens gemessenen lichten Weiten der Einströmöffnung des Einströmkanals und der Überströmöffnung des Überströmkanals größer als der Abstand des Einströmkanals von der Drehachse der Kurbelwelle. An seinem Kurbelgehäuse-seitigen Ende ist der Überströmkanal ständig offen.The distance between this overflow opening and the axis of rotation of the crankshaft is at least half the sum of the clearances measured in the stroke direction of the piston the inflow opening of the inflow channel and the overflow opening of the overflow channel greater than the distance between the inflow channel and the axis of rotation of the crankshaft. At its end on the crankcase side is the overflow duct always open.

Ein mögliches Arbeitsspiel des bekannten Vier-Takt-Motors ist das folgende:One possible working cycle of the well-known four-stroke engine is the following:

Sobald sich der Kolben während des Kompressionshubes seinem oberen Totpunkt nähert wird die Einströmöffnung mehr und mehr freigegeben, und es kann solange Luft in das Kurbelgehäuse nachströmen, bis das Kolbenhemd nach erfolgter Zündung im Verlauf des Arbeitshubes des Kolbens die Einströmöffnung wieder vollständig verschließt. Solange der Kolben seinen Arbeitshub ausführt, erhöht sich der Luftdruck im Kurbelgehäuse und demgemäß auch im Überströmkanal. Gegen Ende der Annäherung des Kolbens an seinen unteren Totpunkt wird die Überströmöffnung freigegeben, und die im Kurbelgehäuse komprimierte Luft kann durch die Überströmöffnung in den Zylinder solange einströmen und das Ausschieben des verbrannten Gasgemisches durch das geöffnete Auslaß-Ventil unterstützen, bis der Kolben im Verlauf der anschließenden Ausschubbewegung die Überströmöffnung wieder absperrt. Sobald sich der Kolben wieder seinem oberen Totpunkt nähert und das Einlaß-Ventil öffnet, wird die Einströmöffnung wieder freigegeben, so daß Luft in das Kurbelgehäuse nachströmenAs soon as the piston approaches its top dead center during the compression stroke, the inflow opening becomes more and more released, and air can continue to flow into the crankcase until the piston skirt after ignition has taken place during the working stroke of the piston, the inflow opening is completely closed again. As long as the piston executes its working stroke, the air pressure increases in the crankcase and accordingly also in the Overflow duct. Towards the end of the approach of the piston to its bottom dead center, the overflow opening is released, and the air compressed in the crankcase can flow into the cylinder through the overflow opening for as long and support the expulsion of the burned gas mixture through the open outlet valve until the piston closes the overflow opening again in the course of the subsequent extension movement. As soon as the piston again approaches its top dead center and the inlet valve opens, the inflow opening becomes again released so that air can flow into the crankcase

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kann, die während des anschließenden Ansaughubes wiederum komprimiert wird. Gegen Ende des Ansaug-Hubes öffnet wieder die Überströmöffnung, durch die im Kurbelgehäuse komprimierte Luft nunmehr in den Zylinder einströmt, bis der Arbeitskolben im anschließend einsetzenden Kompressionshub die Überströmöffnung wieder verschließt. Dadurch wird im Zylinder ein gegenüber "normalen" Vier-Takt-Motoren erhöhter Luftdruck erzielt, mit der Folge, daß im Vergleich zu "normalen" Vier-Takt-Motoren ein "fetteres" Kraftstoff-Luft-Gemisch ober das Einlaß-Ventil angesaugt v/erden und trotzdem vollständig verbrannt werden kann, was in einer entsprechend höheren Leistung dieses Vier-Takt-Motors resultiert. Diese Leistungssteigerung ist jedoch nicht zuletzt deshalb bescheiden, weil der Überströmkanal ständig mit dem Kurbelgehäuse kommuniziert und dadurch das effektive Kurbelgehäusevolumen vergrößert bzw. die mit der Kurbelgehäusepumpe erzielbare Verdichtung auf einen Wert begrenzt, der allenfalls zwischen 1,5 und maximal 2 und somit weit unterhalb der bei geschlossenem Kurbelgehäuse erzielbaren Verdichtung von maximal etwa 3 liegt. Die mit dem bekannten Vier-Takt-Motor erzielbare Leistungssteigerung liegt damit allenfalls im 25 Prozent-Bereich, der die gegenüber üblichen Vier-Takt-Motoren erforderlichen konstruktiven Abänderungen kaum rechtfertigt. In der DT-OS 2 261 180 ist auch die Möglichkeit angesprochen, den bekannten Vier-Takt-Motor so zu betreiben, daß über den Einströmkanal ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in das Kurbelgehäuse angesaugt und in diesem vorverdichtet wird, was dann in dem geschilderten Arbeitsspiel über den Überströmkanal in den Zylinder eingespeist wird. Abgesehen davon, daß sich bei dieser Betriebsart keine höhere Konzentration des Kraftstoffes in dem Kraftstoff-can, which is in turn compressed during the subsequent intake stroke. Opens towards the end of the suction stroke again the overflow opening through the one in the crankcase Compressed air now flows into the cylinder until the working piston closes the overflow opening again in the compression stroke that then begins. This will in the cylinder an increased air pressure compared to "normal" four-stroke engines achieved, with the result that in comparison to "normal" four-stroke engines a "richer" fuel-air mixture is sucked in via the inlet valve and Nevertheless, it can be completely burned, which results in a correspondingly higher performance of this four-stroke engine results. However, this increase in performance is modest, not least because the overflow channel is constant communicates with the crankcase and thereby increases the effective crankcase volume or the The compression achievable with the crankcase pump is limited to a value that is between 1.5 and a maximum of 2 and thus far below the compression of a maximum of about 3 that can be achieved with the crankcase closed lies. The increase in performance that can be achieved with the well-known four-stroke engine is therefore at most in the 25 percent range, which hardly justifies the design changes required compared to conventional four-stroke engines. DT-OS 2 261 180 also addresses the possibility of operating the well-known four-stroke engine in such a way that that a fuel-air mixture via the inflow channel is sucked into the crankcase and pre-compressed in this, which is then in the work cycle described is fed into the cylinder via the overflow channel. Apart from the fact that there are no higher concentration of fuel in the fuel

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Luft-Arbeitsgas erreichen läßt, hat diese Betriebsart des bekannten Vier-Takt-Motors auch den Nachteil, daß vor dem Ausschub-Hub des Arbeitskolbens während seines Durchgangs durch seinen unteren Totpunkt vorverdichtetes Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder einströmen kann, das ohne für einen Arbeitshub ausgenutzt werden zu können zusammen mit dem zuvor verbrannten Arbeits-Gas-Gemisch im Verlauf des Ausschub-Hubes durch das Auslaßventil aus-. geschoben wird. Zumindest ein Rest-Anteil an unverbranntem Kraftstoff-Luft-Gemisch wäre bei dieser Betriebsart auch dann vorhanden, wenn am Einströmkanal die Zufuhr von Kraftstoff vor dem Einsetzen des Ausschub-Hubes durch eine geeignete Steuerung unterbunden wäre, da im Kurbelgehäuse immer ein Rest-Anteil von Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist, wenn der bekannte Vier-Takt-Motor mit Vorverdichtung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches im Kurbelgehäuse betrieben wird. Diese Betriebsart des bekannten Vier-Takt-Motors wäre daher unter dem Gesichtspunkt der Umweltbelastung durch unverbranntes Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht vertretbar.Can reach air working gas, this operating mode has the known four-stroke engine also has the disadvantage that before the extension stroke of the working piston during its passage pre-compressed fuel-air mixture due to its bottom dead center can flow into the cylinder without being able to be used for a working stroke together with the previously burned working gas mixture in the course of the extension stroke through the exhaust valve. is pushed. At least a residual proportion of the unburned fuel-air mixture would also be in this operating mode then present if the supply of fuel to the inflow channel before the onset of the extension stroke by a suitable one Control would be prevented because there is always a residual proportion of the fuel-air mixture in the crankcase is when the well-known four-stroke engine with pre-compression of a fuel-air mixture in the crankcase is operated. This operating mode of the known four-stroke engine would therefore be from the point of view of Environmental pollution from unburned fuel-air mixture not justifiable.

Zwar sind auch Vier-Takt-Mctoren bekannt, bei denen mittels einer Kurbelgehäusepumpe ein Kraftstoff-Luft-Gemisch abwechselnd in Zylinder mit gleichlaufenden Kolben gepumpt wird, von denen der eine den Aiasaughub ausführt, während der andere den Arbeitshub ausführt (DT-OS 1 576 235, DT-PS 645 261). Diese Motoren haben jedoch den Nachteil, daß einerseits gerade Zylinderzahlen erforderlich sind und andererseits aufwendige Steuerventil-Einrichtungen vorgesehen sein müssen, die zu komplizierten Strömungsverhältnissen führen und damit die praktisch erreichbare Leistungssteigerung weit unter den theoretisch erreichbaren Wert herabmindern. Es kommt hinzu, daß insbesondereFour-stroke motors are also known in which by means of a crankcase pump alternately a fuel-air mixture is pumped into cylinders with synchronous pistons, one of which executes the suction stroke while the other carries out the working stroke (DT-OS 1 576 235, DT-PS 645 261). However, these engines have the disadvantage that, on the one hand, even numbers of cylinders are required and, on the other hand, complex control valve devices must be provided that lead to complicated flow conditions and thus the practically achievable Reduce the increase in performance far below the theoretically achievable value. There is also that in particular

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dann, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch ausschließlich über die Kurbelgehäusepumpe in die Zylinder gefördert wird, eine spezielle, raumfüllende Gestaltung der Kurbelwelle erforderlich wird (DT-OS 1 576 235), deren Realisierung einen beträchtlichen technologischen Aufwand erfordert und daher sehr teuer ist.then when the fuel-air mixture is exclusively over the crankcase pump is fed into the cylinder, a special, space-filling design of the crankshaft is required (DT-OS 1 576 235), the implementation of which requires considerable technological effort and is therefore very expensive.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Vier-Takt-Motor der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei beliebiger, gerad- oder ungerad-zahliger Zylinderzahl bei einfachem Aufbau eine nennenswerte Leistungssteigerung ermöglicht, wobei die beweglichen Teile wie die Steuerventile, der oder die Arbeitskolben und die Kurbelwelle serienmäßige und relativ billig herstellbare Bauteile sein können.Accordingly, the invention is based on the object of creating a four-stroke engine of the type mentioned above, which enables a noticeable increase in performance with any number of even or odd number of cylinders with a simple structure, whereby the moving parts such as the control valves, the working piston or pistons and the crankshaft can be standard components that can be manufactured relatively cheaply.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der überströmkanal von der Zylinderbohrung ausgehend zu der mit dem Einlaßventil des Zylinders in üblicher Weise gesteuert freigegebenen oder abgesperrten Einlaßöffnung des Zylinderkopfes führt, daß der Arbeitskolben als Fensterkolben ausgebildet ist, dessen Fenster im kurbelwellennahen Totpunkt des Arbeitskolbens etwa deckungsgleich mit der Überströmöffnung des Überströmkanals angeordnet ist, und daß das Vorratsvolumen als eine windkesselartige Erweiterung des Überströmkanals ausgebildet ist, dessen effektives Gesamtvolumen ungefähr gleich dem Hubraumvolumen des Arbeitskolbens ist, und daß das Verdichtungsverhältnis der Kurbelgehäusepumpe mindestens 2 und vorzugsweise zwischen 2,2 und 3 ist.This object is achieved according to the invention in that the overflow channel, starting from the cylinder bore, closes the inlet opening which is opened or closed in a controlled manner in a conventional manner with the inlet valve of the cylinder of the cylinder head leads to the fact that the working piston is designed as a window piston, the window of which is approximately congruent in the dead center of the working piston close to the crankshaft arranged with the overflow opening of the overflow channel is, and that the storage volume is designed as an air chamber-like extension of the overflow channel, its effective total volume is approximately equal to the displacement volume of the working piston, and that the compression ratio of the crankcase pump is at least 2 and is preferably between 2.2 and 3.

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Im Unterschied zu dem bekannten Vier-Takt-Motor nach der DT-OS 2 261 180 führt also der Überströmkanal nicht vom Kurbelgehäuse zum Verdichtungsraum des Kolbens sondern vom unteren Ende des Verdichtungsraumes zum Einlaßventil, und das Vorratsvolumen ist dementsprechend nicht in unmittelbarer Nähe des Kurbelgehäuses sondern in unmittelbarer Nachbarschaft des Einlaßventils angeordnet.In contrast to the well-known four-stroke engine according to DT-OS 2 261 180, the overflow channel does not lead from the Crankcase to the compression chamber of the piston but from the lower end of the compression chamber to the inlet valve, and the storage volume is accordingly not in the immediate vicinity of the crankcase but in the immediate vicinity Arranged in the vicinity of the inlet valve.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Vier—Takt-Motors ist die folgende:The operation of the four-stroke engine according to the invention is the following:

Solange sich der Fensterkolben im Bereich seines oberen Totpunktes, etwa am Ende des Kompressionshubes und während der Zündung,befindet, wobei sowohl das Einlaß-Ventil als auch das Auslaß-Ventil geschlossen sind, ist der Einströmkanal offen, so daß Kraftstoff-Luft-Gemisch in das Kurbelgehäuse einströmen kann. Die Überströmöffnung des Überströrnkanals ist dabei geschlossen. Im Verlauf des Arbeitshubes des Fensterkolbens sperrt dessen Kolbenhemd zunächst den Einströmkanal und das eingeströmte Kraftstoff-Luft-Gemisch wird im Kurbelgehäuse mit dem vorgesehenen Verdichtungsverhältnis verdichtet, bis der Fensterkolben in den Bereich seines unteren Totpunktes gelangt, wobei die Überströmöffnung durch das Fenster des Fensterkolbens freigegeben wird und im Kurbelgehäuse komprimiertes Kraftstoff-Luft-Gemisch in das Windkessel-Vorratsvolumen des Überströmkanals einströmen kann. Das Einlaßventil bleibt dabei geschlossen und sperrt den Überströmkanal gegenüber! dem Zylinder ab. Sobald sich der Fensterkolben wieder nach oben bewegt, öffnet das Auslaßventil und die Überströmöffnung des Überströmkanal wird wieder durch das Kolbenhemd abgesperrt. Sobald sich der Fensterkolben gegen Ende des Ausschub-Hubes wieder seinem! oberen Totpunkt nähert, wird dieAs long as the window piston is in the area of its top dead center, for example at the end of the compression stroke and during the ignition, with both the inlet valve as the outlet valve are also closed, the inflow channel is open, so that the fuel-air mixture enters the crankcase can flow in. The overflow opening of the overflow channel is closed. During the working stroke of the window piston, the piston skirt initially locks the inflow channel and the fuel-air mixture that has flown in is in the crankcase with the intended compression ratio compressed until the window piston reaches the area of its bottom dead center, the Overflow opening through the window of the window piston is released and the fuel-air mixture compressed in the crankcase can flow into the air tank storage volume of the overflow duct. The inlet valve remains closed and blocks the overflow channel opposite! the cylinder. As soon as the window piston is back moved up, the outlet valve opens and the overflow opening of the overflow channel is blocked again by the piston skirt. As soon as the window piston is towards the end of the extension stroke his again! approaches top dead center, the

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Binströmöffnung wieder freigegeben, so daß erneut Kraftstoff—Luft-Gemisch in das Kurbelgehäuse nachströmen kann. Sobald sich der Fensterkolben am Beginn der zweiten Umdrehung der Kurbelwelle wieder nach unten bewegt, öffnet das Einlaßventil, so daß aus dem Windkessel vorverdichtetes Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder nachströmen kann, und das Auslaßventil schließt. Ebenso wird die Einströmöffnung des Einströmkanals wieder durch das Kolbenhemd verschlossen. Es erfolgt der zweite Kompressionshub der Kurbelgehäusepumpe innerhalb des Arbeitsspiels des Vier-Takt-Antriebssystems. Im Bereich des unteren Totpunktes des Fensterkolbens kann erneut vorverdichtetes Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Windkessel des Überströmkanals und durch das noch offene Einlaß-Ventil in den Zylinder nachströmen. Nach dem Durchgang des Fensterkolbens durch seinen unteren Totpunkt beginnt der dem Vier—takt-System zugeordnete Kompressionehub des Fensterkolbens, an dessen Ende die den Arbeitshub einleitende Zündung-erfolgt, wobei wiederum die Einströmöffnung zur Einspeisung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in das Kurbelgehäuse freigegeben wird. Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich fortlaufend. Der erfindungsgemäße Vier-Takt-Motor hat hiernach zumindest die folgenden Vorteile:The bin flow opening is released again, so that again the fuel-air mixture can flow into the crankcase. As soon as the window piston is at the beginning of the second rotation the crankshaft moves down again, the inlet valve opens, so that the air chamber is pre-compressed Fuel-air mixture can flow into the cylinder, and the exhaust valve closes. The inflow opening of the inflow channel is also closed again by the piston skirt. The second compression stroke of the crankcase pump takes place within the work cycle of the four-stroke drive system. In the area of the bottom dead center of the window piston, the pre-compressed fuel-air mixture can again be used Flow into the air chamber of the transfer duct and through the still open inlet valve into the cylinder. After this When the window piston passes through its bottom dead center, the compression stroke assigned to the four-stroke system begins of the window piston, at the end of which the ignition initiating the working stroke takes place, with the inflow opening again for feeding in the fuel-air mixture is released into the crankcase. This work cycle is repeated continuously. The four-stroke engine according to the invention has at least the following advantages:

1. Es können beide Kompressionshübe der Kurbelgehäusepumpe zur Kraftstoff-Luft-Gemisch-Verdichtung im Windkessel ausgenutzt werden, bevor das im Windkessel gespeicherte Kraftstoff-Luft-Gemisch unter erhöhtem Druck durch das geöffnete Einlaßventil in den Zylinder einströmt, so daß man allein mit Hilfe der Kurbelgehäusepumpe am Ende des Ansaughubes des Kolbens einen Überdruck im Zylinder erreicht. Dieser Überdruck beträgt bei einem Verdichtungsverhältnis der Kurbelgehäusepumpe von 2,2/1 etwa 0,37 atü1. Both compression strokes of the crankcase pump can be used to compress the fuel-air mixture in the air chamber can be used before the fuel-air mixture stored in the air chamber under increased pressure through the open inlet valve flows into the cylinder, so that you can only use the crankcase pump at the end of the Suction stroke of the piston reaches an overpressure in the cylinder. This overpressure is at a compression ratio of the crankcase pump of 2.2 / 1 about 0.37 atm

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und bei einem Verdichtungsverhältnis von 2,5/1 etwa 0,56 atü. Diesen Werten entsprechen unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der Kolben während des Kompressionshubes der Kurbelgehäusepumpe gegen einen sich erhöhenden Druck arbeiten muß Leistungssteigerungen von etwa 30 bzw. 50 %.and at a compression ratio of 2.5 / 1 about 0.56 atm. These values correspond under consideration the fact that the piston during the compression stroke of the crankcase pump against an increasing Pressure work must increase performance of about 30 or 50%.

2. Man ist, um diese Leistungssteigerung zu erzielen, nicht grundsätzlich darauf angewiesen, daß zwei gleichlaufende Kolben vorhanden sind, d.h. die Erfindung ermöglicht Leistungssteigerungen sowohl bei Einzylinder-Motoren als auch bei Motoren mit größerer, gerader oder ungerader Zylinderzahl.2. In order to achieve this increase in performance, one is not fundamentally dependent on two concurrent Pistons are present, i.e. the invention enables performance increases both in single-cylinder engines as also for engines with a larger, even or odd number of cylinders.

3. Die Strömungswege vom Kurbelgehäuse in den Überströmkanal und den Windkessel und von diesem in den Zylinder sind günstig kurz, so daß durch den Strömungswiderstand der Strömungspfade bedingte Leistungsverluste praktisch keine Rolle spielen.3. The flow paths from the crankcase into the transfer duct and the air chamber and from this into the cylinder are favorably short, so that by the flow resistance the flow paths caused power losses practically does not matter.

4. Die die Steuerung der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Ströme vermittelnden beweglichen Teile des Motors bedürfen keiner besonderen funktioneilen Anpassung, insbesondere können als Fensterkolben aus der Technik der Zweitakt-Motoren bekannte Kolben verwendet werden.4. The control of the fuel-air mixture flows mediating moving parts of the engine do not require any special functional adaptation, in particular Pistons known from the technology of two-stroke engines can be used as window pistons.

Durch die Merkmale des Anspruchs zwei erreicht man bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, daß über die bei üblichen Vier-Takt-Motoren notwendigen beweglichen Steuerungselemente hinaus zur Steuerung derThe features of claim two achieve in a preferred embodiment of the invention that in addition to the movable control elements required in conventional four-stroke engines to control the

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vorkomprimierten Kraftstoff-Luft-Gemisch-Ströme keine weiteren beweglichen Teile wie Nockenwellen, Kipphebel, Ventilkörper und-Stößel erforderlich sind.precompressed fuel-air mixture flows no further moving parts such as camshafts, rocker arms, valve bodies and tappets are required.

Bei der Ausführungsform mit den Merkmalen des Anspruchs erreicht man bei geringer Ausdehnung der Einströmöffnung in Hubrichtung des Kolbens und damit bei kleinen Öffnungszeiten des Einströmkanals einen für die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Füllung des Kurbelgehäuses günstig großen Querschnitt der Einströmöffnung.In the embodiment with the features of the claim, a small expansion of the inflow opening is achieved in the stroke direction of the piston and thus one for the fuel-air mixture filling when the opening times of the inflow channel are short of the crankcase favorably large cross-section of the inflow opening.

Dieselben Gesichtspunkte sind auch für die Überströmöffnung des Überströmkanals gültig, an der dieser von
der Zylinderbohrung ausgeht.The same points of view are also valid for the overflow opening of the overflow channel, at which this from
the cylinder bore goes out.

Bei der geschilderten Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Motors ist die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Überströmkanal im Zeitpunkt des Öffnens der Überströmöffnung etwa doppelt so groß wie die Druckdifferenz zwischen dem Einströmkanal und dem Kurbelgehäuse im Zeitpunkt des Öffnens der Einströmöffnung, wenn der Druck im Einströmkanal gleich dem Atmosphärendruck ist. Sowohl
der Einströmpfed als auch der Überströmpfad haben stets
einen endlichen Strömungswiderstand, der im wesentlichen
durch die lichten Querschnitte der Einström-bzw. der
Überströmöffnung bestimmt ist.In the described mode of operation of the engine according to the invention, the pressure difference between the crankcase and the overflow duct at the time the overflow opening is opened is approximately twice as great as the pressure difference between the inflow duct and the crankcase at the time the inflow opening is opened, if the pressure in the inflow duct is equal to atmospheric pressure is. As well as
the inflow path as well as the overflow path always have
a finite flow resistance, which is essentially
through the clear cross-sections of the inflow or. the
Overflow opening is determined.

Da man einerseits die Ausdehnung der Ein- und Überströmöffnungen in Richtung der Achse der Zylinderbohrung
nicht zu groß wählen darf, um das Kompressionsvermögen
der Kurbelgehäusepumpe nicht zu verschlechtern, und
andererseits die Ausdehnung dieser Öffnungen entlang
des Umfangs der Zylinderbohrung nicht beliebig großSince on the one hand the expansion of the inflow and overflow openings in the direction of the axis of the cylinder bore
should not choose too large to the compression capacity
the crankcase pump does not deteriorate, and
on the other hand, the extension of these openings along
the circumference of the cylinder bore is not arbitrarily large

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wählen kann, damit zwischen der Einström-Öffnung und der Überström-Öffnung eine ausreichend große Gleitfläche für den Kolben verbleibt, ist man in praktischen Fällen sowohl in axialer Richtung der Zylinderbohrung als auch in Richtung entlang ihres Umfangs auf Höchstgrenzen beschränkt, wobei man in praktischen Fällencan choose between the inflow opening and the overflow opening a sufficiently large sliding surface remains for the piston, one is in practical cases both in the axial direction of the cylinder bore as well as limited to maximum limits in the direction along their perimeter, being one in practical cases

■beiden Öffnungen■ both openings

den größtmöglichen und daher gleich großen lichten Querschnitt geben wird. Wegen des genannten Unterschiedes der Druckdifferenzen zwischen dem Kurbelgehäuse und der Einströmseite einerseits und dem Überströmkanal andererseits ist dann, zumindest bei hohen Brehzahlen, die mit dem erfindungsgemäßen Motor erreichbarewill give the largest possible and therefore the same size clear cross-section. Because of the mentioned difference the pressure differences between the crankcase and the inflow side on the one hand and the overflow duct on the other hand, then, at least at high speeds, that which can be achieved with the motor according to the invention

nur
Leistungssteigerung'durch den lichten Querschnitt deronly
Increase in performance through the clear cross-section of the

Einströmöffnung begrenzt.Inflow opening limited.

Die leistungsbegrenzenden Auswirkungen dieser unterschiedlichen Druckdifferenzen sind bei einem Motor mit dem Merkmalen des Anspruchs 4 auf einfache Weise dadurch vermieden, daß eine zusätzlich in den Einströmkanal arbeitende Pumpe in diesem einen Kraftstoff-Luft-Gemisch-Druck erzeugt, der so groß ist, daß die Druckdifferenzen zwischen dem Einströmkanal und dem Kurbelgehäuse bei offener Einströmöffnung (und geschlossener Überströiiiöffnung) und zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Überströmkanal bei offener Überströmöffnung (und geschlossener Einströmöffnung) etwa gleich groß sind. Hierbei genügt es in praktischen Fällen, wenn die in den Einströmkanal arbeitende, zusätzliche Pumpe so dimensioniert ist, daß sie im Einströmkanal einen Überdruck von etwa 0,5 atü erzeugen kann. Der Leistungsbedarf einer solchen zusätzlichen Pumpe ist nicht groß. The power-limiting effects of these different pressure differences are in an engine with the features of claim 4 avoided in a simple manner that an additional in the inflow channel working pump in this a fuel-air mixture pressure generated, which is so large that the pressure differences between the inflow channel and the crankcase with the inflow opening open (and the overflow opening closed) and between the crankcase and approximately the same size as the overflow channel when the overflow opening is open (and the inflow opening closed) are. In practical cases, it is sufficient if the additional pump working in the inflow channel is dimensioned so that it can generate an overpressure of about 0.5 atmospheres in the inflow channel. The power requirement of such an additional pump is not great.

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- yr- - yr-

Es versteht sich, daß in einem Fall, in dem die zusätzliche Pumpe stromab von einem den Einströmkanal mit Kraftstoff-Luft-Gemisch speisenden Vergaser angeordnet ist, dieser zunächst ein "überfettes" Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Einströmkanal einspeisen muß.It goes without saying that in a case in which the additional pump downstream of one of the inflow channel with Fuel-air mixture feeding carburetor arranged is, this is initially an "over-rich" fuel-air mixture must feed into the inlet duct.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man mit Hilfe eines zu dem durch den Kolben absperrbaren Einströmpfad parallel -geschalteten Einströmpfades, daß der Druckausgleich zwischen Einströmseite/'auch ofine ^ge zusätzliche Pumpe mindestens ebenso rasch erfolgen kann wie zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Überströmkanal. Die maximale Drehzahl, mit der der Motor mit einer nennenswerten Leistungssteigerung betrieben werden kann, wird zu größeren Werten hin verschoben.The features of claim 5, with the help of an inflow path connected parallel to the inflow path that can be shut off by the piston, means that the pressure equalization between the inflow side / 'also ofine ^ge additional pump can take place at least as quickly as between the crankcase and the overflow channel. The maximum speed at which the engine can be operated with a significant increase in output is shifted towards higher values.

Durch die Merkmale des Anspruchs 6 erreicht man unter demselben Gesichtspunkt eine weitere Verbesserung des Motors mittels eines zu dem vom Kurbelgehäuse zur Oberströmöffnung führenden Strömungspfad parallel-geschallteten Strömungspfades.The features of claim 6 achieve a further improvement from the same point of view of the engine by means of a flow path parallel to the one leading from the crankcase to the overflow opening Flow path.

Es vergeht sich, daß dann, wenn ein weiterer Einström-Zweig .. .d/oder ein weiterer Überström-Zweig vorgesehen sind, auch Steuerungseinrichtungen vorhanden sein müssen, die den zweiten Zweig des Einströmkanals freigeben, bevor der Kolben während des Ansaughubes der Kurbel ehäusepumpe die Einströmöffnung des ersten Einströmzv Lges freigibt und den zweiten Einströmzweig spätestens dann wieder schließen, bevor der Druck imIt goes by that when another inflow branch .. .d / or another overflow branch is provided there must also be control devices that release the second branch of the inflow channel, before the piston closes the inflow opening of the first inflow valve during the intake stroke of the crankcase pump Lges releases and then close the second inflow branch again at the latest before the pressure in

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■ κ - ■ κ -

Kurbelgehäuse größer wird als der Druck in dem zweiten Einströmzweig, und die den zweiten Überströmzweig schon dann freigeben, bevor der Kolben während des Kompressionshubes der Kurbelgehäusepumpe seinen unteren Totpunkt erreicht, indem der erste Überströmkanal offen ist, und den zweiten Überströmkanal rechtzeitig wieder schließen, damit während des Ansaughubes der Kurbelgehäusepumpe nicht verdichtetes Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem Windkesö. des Überströmkanals in das Kurbelgehäuse zurückströmen kann.The crankcase is greater than the pressure in the second inflow branch, and the second overflow branch already then release before the piston reaches its bottom dead center during the compression stroke of the crankcase pump achieved by opening the first transfer channel and closing the second transfer channel again in good time, so that during the intake stroke of the crankcase pump, the fuel-air mixture from the Windkesö is not compressed. of the overflow channel can flow back into the crankcase.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 ist dann, gegebenenfalls in Verbindung mit dem Merkmalen des Anspruchs 8 eine mit einfachen Mitteln realisierbare Steuerung mit einem rotierenden Drehschieber angegeben, dessen Rotationsbewegung mittels einesThe features of claim 7 is then, optionally in conjunction with the features of Claim 8 a realizable with simple means control with a rotating rotary valve indicated, its rotational movement by means of a

1/1 -Getriebes von der Rotation der Kurbelwelle abgeleitet werden kann. Im Prinzip ließe sich schon mit einer solchen Steuerungseinrichtung allein in Verbindung mit dem in das Kurbelgehäuse mündenden zweiten Zweig des Einströmkanals und in Verbindung mit einem vom Kurbelgehäuse ausgehenden, zum Einlaß- ventil des Zylincfers führenden Überströmkanals und damit ohne Verwendung eines Fensterkolbens eine geeignete Umsteuerung des Kraftstoff-Luft-Gemischws erzielen, jedoch müßten dann zumindest auf der Überströmseite sehr lange Strömungswege und erhöhte Strömungswiderstände in Kauf genommen werden, die die tatsächlich erreichbare Leistungssteigerung erheblich einschränken würden. Demgemäß sind der zweite Einströmzweig und der zweite Überströmzweig bei dem erfindungsgemäßen Motor1/1 transmission can be derived from the rotation of the crankshaft. In principle it could be even with such a control device alone in connection with the one opening into the crankcase second branch of the inflow channel and in connection with one from the crankcase to the intake valve of the cylinder transfer leading overflow channel and thus a suitable one without the use of a window piston Achieve reversal of the fuel-air mixture, however, very long flow paths and increased flow resistances would then have to be at least on the overflow side be accepted, which significantly limit the actually achievable increase in performance would. The second inflow branch and the second overflow branch are accordingly in the engine according to the invention

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lediglich als "Hilfswweige" zu betrachten, die nur in Verbindung mit den durch den Fensterkolben freigebbaren und absperrbaren Ein- und Überströmzweigen zu der gewünschten Leistungssteigerung beitragen»·to be regarded only as "auxiliary branches" which are only used in Connection to the inflow and overflow branches that can be released and shut off by the window piston to the desired Contribute to an increase in performance »

Durch die Merkmale des Anspruchs 9 ist eine auf die Dcockdifferenzen zwischen dem Kurbelgehäuse und dem zweiten Einströmzweig einerseits und dem zweiten Überströmzweig andererseits ansprechende Steuerungseinrichtung angegeben, die ohne von der Kurbelwelle abgeleiteten Antrieb auskommt und mit einfach aufgebauten Flatterventilen kostengünstig realisierbar ist.The features of claim 9 is one on the Dcockdifferences between the crankcase and the second inflow branch on the one hand and the second overflow branch on the other hand responsive control device specified, which manages without a drive derived from the crankshaft and with a simply constructed Flutter valves can be implemented inexpensively.

Durch die Merkmale der Ansprüche zehn bis wwölf sind mehrzylindrige erfindungsgemäße Vier-Takt-Motoren mit gerader oder ungerader Zylinderzahl angegeben, die als.Reihen-, V-, Boxer- oder Stern-Motoren aufgebaut sein können. Dabei ist im Falle der Stern-Motoren allerdings zu beachten, daß die Pleuelstangen nicht an einem gemeinsamen Kurbelzapfen angelenkt sein können, wie dies bei klasseischen Stern-Motoren der Fall ist, und daß allenfalls bei -gemäß der Erfindung möglichen Stern-Motoren mit gerader Zylinderzahl die gleichlaufenden Kolben in eine gemeinsame Kammer der Kurbelgehäusepumpe arbeiten können.By the features of claims ten to twelve are multi-cylinder four-stroke engines according to the invention with even or odd number of cylinders specified, the can be constructed as series, V, boxer or star engines. This is in the case of the star engines, however to note that the connecting rods can not be articulated on a common crank pin, as this is the case with classic star engines, and that at most with star engines possible according to the invention with an even number of cylinders, the pistons run in the same direction in a common chamber of the crankcase pump can work.

Die einzelnen Kurbelgehäusepumpen können in einen gemeinsamen Windkessel oder auch in den Zylindern einzeln zugeordnete Windkessel arbeiten.The individual crankcase pumps can be allocated in a common air chamber or individually in the cylinders Working air chambers.

Durch die Merkmale der Ansprüche 13 und 14 erreicht man durch Kombination der Einspeisung des Kraftstoff-Luft-Gemisches über den Überströmkanal mit einem ohne Vorverdichtung arbeitenden Ansaugpfad eine weitere Leistungssteigerung des erfindungsgemäßen Motors. Ein solcher Motor kann dann wegen der Aufteilung des Ansaughubes in Teilhübe mit verschiedener Kraft-Stoff-Luft-Gemisch Einspeisung als Fünftakt-Motor bezeichnet werden.With the features of claims 13 and 14, a further increase in performance of the engine according to the invention is achieved by combining the supply of the fuel-air mixture via the overflow duct with an intake path operating without pre-compression. Such an engine can then be referred to as a five-stroke engine because of the division of the intake stroke into partial strokes with different fuel-air-mixture feeds.

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ZlZl

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further details and features of the invention emerge from the following description in a preferred manner Embodiments based on the drawing. It shows:

Fig. 1 Einen erfindungsgemäßen Vier-Takt-Motor mit Kurbelgehäusepumpe in einer Stellung seines Arbeitskolbens am Beginn des Arbeitshubes, im Schnitt in einer rechtwinklig zur Kurbelwellenachse verlaufenden Ebene, in stark vereinfachter, schematischer Darstellung,Fig. 1 A four-stroke engine according to the invention with a crankcase pump in one position of its Working piston at the beginning of the working stroke, in section at right angles to the crankshaft axis running plane, in a greatly simplified, schematic representation,

Fig.2 -Fig. 2 -

Fig.6 Verschiedene Arbeitstakte des Motors gemäß Fig. 1 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung,Fig. 6 Different work cycles of the engine according to FIG. 1 in a representation corresponding to FIG. 1,

Fig. 7 Einen erfindungsgemäßen Vier-Takt-Motor mit durch Flatterventile freigebbaren und absperrbaren Ein- und Überström-Kanal-Zweigen,7 with a four-stroke engine according to the invention Inlet and overflow channel branches that can be released and shut off by flutter valves,

Fig. 8. Ein Diagramm der Öffnungszeiten der einzelnen Ventile zur Steuerung des Motors nach der Fig. 7 während eines kompletten Vier-Takt-Arbeitsspiels undFig. 8. A diagram of the opening times of each Valves for controlling the engine according to FIG. 7 during a complete four-stroke work cycle and

Fig. 9 Im Schnitt eine Einzelheit eines dem Motor der Fig. 7 entsprechenden Motors mit Drehschieber-Steuerung. 9 shows in section a detail of a motor corresponding to the motor of FIG. 7 with rotary slide control.

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Ein erfindungsgemäßer Vier-Takt-Motor hat einen oder mehrere, in Reihe, V-Form, paarweise einander gegenüberliegend oder sternförmig angeordnete Zylinder, deren Arbeitskolben 12 im Verlauf eines Vier-Takt-Arbeitsspiels die aus den Fig. 1-6 ersichtlichen Stellungen einnimmt. Eine Zylinderbohrung 13, in der der Kolben gleitend hin- und her-bewegbar ist, mündet in ein nach außen gasdicht abgeschlossenes Kurbelgehäuse 14 in dem die Kurbelwelle 16 gelagert ist, mit der in üblicher Weise eine oder mehrere Schwungscheiben 17 sowie nicht dargestellte Schwung- und/oder Ausgleichsmassen starr verbunden sind. Der Kolben ist in üblicher Weise über eine mit ihrem einen Ende an dem Kolbenbolzen 18 und mit ihrem anderen Ende an einem Kurbelzapfen 19 der Kurbelwelle 16 angelenkte Pleuelstange 21 mit der Kurbelwelle 16 gekoppelt. An seiner Außenseite ist der Zylinder in üblicher Weise durch einen Zylinderkopf 22 abgeschlossen, der mindestens ein Einlaßventil 23 und ein Aulaßventil 24 aufweist, die in bekannter Weise über eine nicht dargestellte Nockenwelle, Kipphebel und Ventilfedern gesteuert sind. ■A four-stroke engine according to the invention has an or several cylinders arranged in a row, V-shape, in pairs opposite one another or in a star shape, their Working piston 12 in the course of a four-stroke work cycle occupies the positions shown in FIGS. 1-6. A cylinder bore 13 in which the piston Can be moved back and forth in a sliding manner, opens into a crankcase 14 which is sealed off from the outside in a gas-tight manner in which the crankshaft 16 is mounted, with one or more flywheels in the usual way 17 and flywheels and / or balancing weights, not shown, are rigidly connected. The piston is in the usual way via one with its one end on the piston pin 18 and with its other end Connecting rod 21 with the crankshaft 16 hinged to a crank pin 19 of the crankshaft 16 coupled. On its outside, the cylinder is in the usual way through a cylinder head 22 completed, which has at least one inlet valve 23 and an outlet valve 24, which in known Way are controlled via a camshaft, rocker arm and valve springs, not shown. ■

Der Kolben 12 ist als Fensterkolben ausgebildet, dessen in Richtung auf die Zylinderwand 13 offenes Fenster 26 etwa dort angeordnet ist, wo das Kolbenhemd 27 in den Kolbenboden 28 übergeht. An einer gemlß Fig. 1 etwas unterhalb der Mitte der Zylinderbohrung 13 angeordneten Einströmöffnung 29 mündet ein Einströmkanal 31 in die Zylinderbohrung 13, der gerade dann zum EinströmenThe piston 12 is designed as a window piston, its open in the direction of the cylinder wall 13 Window 26 is arranged approximately where the piston skirt 27 merges into the piston crown 28. At an inflow opening arranged somewhat below the center of the cylinder bore 13 according to FIG 29, an inflow channel 31 opens into the cylinder bore 13, which is then just for inflow

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von Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Zylinderbohrung 13 und das Kurbelgehäuse 14 freigegeben ist," wenn sich der Kolben 12 in seinem kurbelwellenfernen oder oberen Totpunkt befindet.of the fuel-air mixture into the cylinder bore 13 and the crankcase 14 is released "when the piston 12 is in its crankshaft remote or upper Dead center is located.

Von einer in etwas größerem Abstand von der Kurbelwelle 16 als die Einströmöffnung 29 angeordneten Überströmöffnung 32 der Zylinderbohrung 13 geht ein Überströmkanal 33 aus, der an der Einlaßöffnung 34 des Einlaßventils 23 in den Arbeitsraum 36 des Zylinders mündet. Der Abstand der Überströmöffnung 32 von der Kurbelwelle, die in Hubrichtung gemessene Höhe des Kolbens und die Anordnung seines Fensters 26 sind so getroffen, daß die Überströmöffnung gerade noch vollständig geschlossen ist, wenn sich der Kolben in seinem oberen Totpunkt befindet, und daß das Fenster 26 mit der Überströmöffnung 32 deckungsgleich angeordnet ist und der Überströmkanal 33 mit dem Innenraum des Kurbelgehäuses 16 kommuniziert, wenn sich der Kolben in seinem unteren Totpunkt befindet, in welchem Falle auch der Einströmkanal 31 durch das Kolbenhemd abgesperr±. ist... ^.One arranged at a somewhat greater distance from the crankshaft 16 than the inflow opening 29 Overflow opening 32 of the cylinder bore 13 is an overflow channel 33 which is located at the inlet opening 34 of the inlet valve 23 opens into the working chamber 36 of the cylinder. The distance between the overflow opening 32 of the crankshaft, the height of the piston measured in the stroke direction and the arrangement of its window 26 are made so that the overflow opening is straight is still completely closed when the piston is in its top dead center, and that the Window 26 congruent with the overflow opening 32 is arranged and the overflow channel 33 communicates with the interior of the crankcase 16, if the piston is in its bottom dead center, in which case also the inflow channel 31 through the Piston skirt shut off ±. is ... ^.

Der Überströmkanal 33 hat eine als Windkessel wirkende Erweiterung 37, deren Volumen etwa gleich dem Hubraumvolumen des Zylinders 12 ist·The overflow channel 33 has an enlargement 37 acting as an air vessel, the volume of which is approximately equal to the cubic capacity of cylinder 12 is

Die Einströmöffnung 21, die Überströmöffnung 32 und das Fenster 26 des Kolbens 12 sind als in Hubrichtung des Kolbens nur wenig ausgedehnte, sich aber in ihrerThe inflow opening 21, the overflow opening 32 and the window 26 of the piston 12 are only slightly expanded in the stroke direction of the piston, but are in their

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rechtwinklig zur Längsachse 38 des Zylinders verlaufenden Mittelebene über einen größeren Winkelbereich erstreckende schmale Schlitze ausgebildet, damit man trotz geringer Ausdehnung in ί axialer Richtung möglichst große Öffnungs-Querschnitte erhält.At right angles to the longitudinal axis 38 of the cylinder extending central plane over a larger angular range Narrow slots are formed so that, despite a small expansion in the ί axial direction, as possible large opening cross-sections.

Die Kurbelwelle und die fest mit ihr verbundenen Ausgleichsmassen 17 sowie die Pleuelstange 21 und das Kurbelgehäuse 14 sind so ausgebildet, daß der für die Bewegung der Pleuelstange erforderliche freie Raum im Kurbelgehäuse sehr viel kleiner ist als das Hubraumvolumen des Zylinders und daß sich der Kolben in seinem unteren Totpunkt möglichst in unmittelbarer NShe des Kurbelgehäuses befindet oder sogar noch in dieses etwas hineinragen kann, damit das durch den Kolben 12 und das Kurbelgehäuse im unteren Totpunkt des Kolbens begrenzte Kammervolumen 38 deutlich kleiner ist als das Hubraumvolumen des Kolbens 12.The crankshaft and the balancing weights 17 firmly connected to it, as well as the connecting rod 21 and the like Crankcase 14 are designed so that the free space required for the movement of the connecting rod Space in the crankcase is much smaller than the displacement of the cylinder and that the piston in its bottom dead center as close as possible to the crankcase or even in this can protrude somewhat so that the piston 12 and the crankcase at bottom dead center of the piston limited chamber volume 38 is significantly smaller than the displacement volume of the piston 12.

Die sich während eines Vier-Takt-Arbeitsspiels ergebenden Arbeitsphasen des Motors 11 werden im folgenden anhand der Fig. 1-6 und 8 näher erläutert. Die während- eines Vler-Takt-Arbeitsspiels erfolgen- . den beiden vollständigen Umdrehungen der Kurbelwelle bzw. die beiden vollständigen Hin- und Her-Bewegungen des Kolbens sind dabei in der Fig. 8 auf einen einzigen 360 ° Bereich abgebildet, der von dem durch den Pfeil 39 synchronisierten oberen Totpunkt ausgezählt ist, wenn sich der Kolben 12 am Ende des Kompressionshubes befindet (Fig. 1). In der Fig. 8 sind durch den Pfeil 41 die Öffnungsphase des Auslaßventils 24, durch den Pfeil 42 die ÖffnungsphaseThe working phases of the engine 11 resulting during a four-stroke work cycle are explained in more detail below with reference to FIGS. 1-6 and 8. Which take place during a four-cycle work cycle. the two complete revolutions of the crankshaft or the two complete back and forth movements of the piston are shown in FIG Piston 12 is at the end of the compression stroke (Fig. 1). In FIG. 8, the arrow 41 shows the opening phase of the outlet valve 24, and the arrow 42 shows the opening phase

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des Einlaß-Ventils 23, durch die Pfeile 43 und 44 die Öffnungsphasen der Einströmöffnung 29 bzw. des Einströmkanals 31 und durch die Pfeile 46 und 47 die Öffnungsphasen der Überströmöffnung 32 und deren zeitliche Aufeinanderfolge, Überlappung und Dauer veranschaulicht.of the inlet valve 23, through the arrows 43 and 44 the opening phases of the inflow opening 29 and of the inflow channel 31 and the opening phases of the overflow opening 32 by the arrows 46 and 47 and illustrates their chronological sequence, overlap and duration.

Der Pfeil 48 symbolisiert den unteren Totpunkt des Kolbens 12 am Ende des Arbeitshubes, der Pfeil 49 den oberen Totpunkt des Kolbens 12 am Ende des Auslaßhubes und der Pfeil 51 den unteren Totpunkt des Kolbens am Beginn des Kompressionshubes des Kolbens 12.The arrow 48 symbolizes the bottom dead center of the piston 12 at the end of the working stroke, the arrow 49 the top dead center of the piston 12 at the end of the exhaust stroke and the arrow 51 the bottom dead center of the piston at the beginning of the compression stroke of the piston 12.

Die einzelnenen Arbeitsphasen des erfindungsgemäßen Motors sind nun die folgenden:The individual working phases of the engine according to the invention are now as follows:

Schon bevor der Kolben 12 am Ende des Kompressionshubes seinen oberen Totpunkt erreicht, gibt der untere Rand 51 seines Kolbenhemdes 27 die Einströmöffnung 29 des Einströmkanals 31 mehr und mehr frei,Even before the piston 12 reaches its top dead center at the end of the compression stroke, the lower edge 51 of his piston skirt 27 freeing the inflow opening 29 of the inflow channel 31 more and more,

so daß durch diesen Kraftstoff-Luft-Gemisch, das so that through this fuel-air mixture that

etwa unter dem äußeren Atmosphären-Druck steht, in den unteren Teil der Zylinderbohrung 13 und das Kurbelgehäuse 14 nachströmen kann. Nach dem Druchgang des Kolbens durch seinen oberen Totpunkt 39 und etwa im oberen Totpunkt erfolgter Zündung setzt bei geschlossenen Einlaß- und Auslaß-Ventilen 23 und 24 der Arbeitshub ein, wobei schon kurze Zeit danach der Einströmkanal 31 wieder durch den Kolben 12is about under the external atmospheric pressure, in the lower part of the cylinder bore 13 and the Crankcase 14 can flow. After the piston has passed through its top dead center 39 and approximately Ignition that took place at top dead center is set when the inlet and outlet valves 23 and 24 are closed the working stroke, and shortly thereafter the inflow channel 31 passes through the piston 12 again

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abgesperrt wird. Das zwischen dem Kolben 12 und dem Kurbelgehäuse eingesperrte Kraftstoff-Luft-Gemisch wird komprimiert, während sich der Kolben 12 zu seinem unteren Totpunkt 48 bewegt. Sobald ein lichter Überlappungsquerschnitt zwischen dem Kolbenfenster 26 und der Überströmöffnung 32 des Überströmkanals 33 vorhanden ist, kann das im Kurbelgehäuse 16 vorverdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Windkessel 37 des Überströmkanals 33 unter erhöhtem Druck einströmen. Im unteren Totpunkt 48 des Kolbens 12 ist die Überströmöffnung vollständig offen (Fig. 2), das Einlaß-Ventil 23 bleibt geschlossen, während das Auslaß-Ventil 24 jetzt öffnet. Sobald sich der Kolben gegen Ende des Auslaßhubes wieder dem oberen Totpunkt 49 nähert, wird wieder die Einströmöffnung 29 zum Nachströmen von Kraftstoff-Luft-Gemisch in das Kurbelgehäuse freigegeben (Pfeil 44 der Fig. 8). Im oberen Totpunkt ist das Einlaß-Ventil 23 noch geschlossen (Fig. 3) oder hat ganz kurz vor dem Erreichen des oberen Totpunktes 49 geöffnet, während das Auslaß-Ventil 24 noch kurze Zeit über den Durchgang des Kolbens 12 durch seinen oberen Totpunkt-49 hinaus geöffnet bleibt (Pfeil 41 der Fig. 8). Während sich der Kolben 12 wieder in Richtung auf seinen unteren Totpunkt 51 bewegt (Fig. 4) wird im Kurbelgehäuse 14 die zuvor nachgeströmte zweite Charge nachgeströmten Kraftstoff-Luft-Gemisches vorverdichtet, während die im Windkessel 37 gespeicherte erste Charge bei offenem Einlaß-Ventil 23 durch dessen Einlaßöffnung in das Arbeitsvolumen 36 des Zylinders einströmt.is locked. The fuel-air mixture trapped between the piston 12 and the crankcase is compressed as the piston 12 moves to its bottom dead center 48. As soon as there is a clear overlap cross-section between the piston window 26 and the overflow opening 32 of the overflow channel 33, the fuel-air mixture precompressed in the crankcase 16 can flow into the air chamber 37 of the overflow channel 33 under increased pressure. At the bottom dead center 48 of the piston 12, the overflow opening is completely open (FIG. 2), the inlet valve 23 remains closed, while the outlet valve 24 now opens. As soon as the piston approaches top dead center 49 again towards the end of the exhaust stroke, the inflow opening 29 is opened again for the fuel-air mixture to flow into the crankcase (arrow 44 in FIG. 8). At top dead center, the inlet valve 23 is still closed (FIG. 3) or has opened just before reaching top dead center 49, while the outlet valve 24 continues for a short time over the passage of the piston 12 through its top dead center 49 also remains open (arrow 41 of FIG. 8). While the piston 12 moves again towards its bottom dead center 51 (Fig. 4), the previously flowed second batch of fuel-air mixture is pre-compressed in the crankcase 14, while the first batch stored in the air chamber 37 is pre-compressed with the inlet valve 23 open flows through the inlet opening into the working volume 36 of the cylinder.

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Während der Kolben seinen unteren Totpunkt 51 durchschreitet strömt die zweite Charge vorverdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisches durch das Kolbenfenster 26 und den Überströmkanal 33 bei geöffnetem Einlaßventil ebenfalls in das Arbeitsvolumen 36 des Zylinders. Danach erfolgt wieder der Kompressionshub des Kolbens 12 (Fig. 6) in Richtung auf seinen oberen Totpunkt 39, wobei das Einlaß-Ventil in der Regel schon geschlossen wird bevor die Überströmöffnung wieder abgesperrt ist. Sobald der Kolben 12 wieder in den Bereich seines oberen Totpunktes 39 gelangt, wiederholt sich das mit dem Pfeil 43 der Fig. 8 beginnende Arbeitsspiel.While the piston passes its bottom dead center 51, the second pre-compressed charge flows Fuel-air mixture through the piston window 26 and the overflow channel 33, when the inlet valve is open, also into the working volume 36 of the cylinder. Thereafter takes place again the compression stroke of the piston 12 (Fig. 6) in the direction of its top dead center 39, wherein the inlet valve is usually closed before the overflow opening is closed again. As soon as the piston 12 reaches the area of its top dead center 39 again, this is repeated with the arrow 43 of FIG. 8 beginning work cycle.

Der Kolben 12 und das Kurbelgehäuse 14 bilden dabei eine Kurbelgehäuse-Pumpe, mittels der innerhalb eines Vier-Takt-Arbeitsspiels des Motors 2 vorkomprimierte Kraftstoff-Luft-Gemisch-Chargen in das Arbeitsvolumen des Zylinders eingespeist werden, der somit im Vergleich zu normalen Vier-Takt-Motoren, bei denen das Kraftstoff-Luft-Gemisch unter dem Außendruck in den Zylinder einströmt, mit einem erhöhten Ausgangsdruck und einer äquivalent höheren Kraftstoffmeng· pro Arbeitsspiel betrieben werden kann,--woraus eine· entsprechende.im^ Leistungssteigerung resultiert.The piston 12 and the crankcase 14 form a crankcase pump, by means of which within a Four-stroke work cycle of the engine 2 precompressed fuel-air mixture batches in the working volume of the cylinder are fed, which is thus compared to normal four-stroke engines, in which the fuel-air mixture flows into the cylinder under the external pressure, with an increased outlet pressure and a equivalent higher fuel quantity per work cycle can be operated - from which a · corresponding.im ^ Increase in performance results.

Geht man davon aus, daß die Öffnungszeiten der Ein- und Überströmkanäle ausreichend groß sind, damit beim Ein-nnd Überströmen des Kraftstoffgemisches der Druckausgleich zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Einströmkanal einerseits und dem Kurbelgehäuse und dem Überströmkanal bzw. diesem und dem Zylinder andererseits vollständig erfolgen kann, so ist derAssuming that the opening times of the entrance and overflow channels are sufficiently large so that the fuel mixture flows in and overflows the pressure equalization between the crankcase and the inflow channel on the one hand and the crankcase and the overflow channel or this and the cylinder on the other hand can take place completely, so is the

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zeze

-vs--vs-

Ausgangsdruck im Zylinder am Beginn des Kompressionshubes gleich dem 0,625-fachen des maximalen Druckes in der Kurbelgehäusepumpe. Dies bedeutet unter Berücksichtigung des Umstandes, dal) der Kolben gegen den sich im Kurbelgehäuse erhöhenden Druck arbeitet, in praktischen Fällen eine Leistungssteigerung von 30 - 50 %. Output pressure in the cylinder at the beginning of the compression stroke equal to 0.625 times the maximum pressure in the crankcase pump. Taking into account the fact that the piston works against the increasing pressure in the crankcase, this means in practical cases an increase in output of 30-50 %.

Der in der Fig. 7 dargestellte Motor unterscheidet sich von dem in den Fig. 1-6 dargestellten Motor einmal dadurch, daß von dem an der Einströmöffnung 29 in die Zylinderbohrung 13 mündenden Einströmkanal 31 ein Nebenkanal 52 abzweigt, der an einer weiteren Einströmöffnung 53 in das Kurbelgehäuse 14 mündet, und daß zum anderen ein von einer zweiten Überströmöffnung des Kurbelgehäuses 14 ausgehender zweiter Überströmkanal 56 vorgesehen ist, der etwas stromauf von der ersten Überströmöffnung 32 in den Windkessel 37 des ersten Überströmkanals 33 einmündet. Der Einströmseitige Nebenkanal 52 ist mit einem Flatterventil versehen, das offen ist, wenn der Druck im Nebenkanal um einen bestimmten Betrag höher ist als der Druck im Kurbelgehäuse 14 und geschlossen ist, wenn der Druck im Kurbelgehäuse 14 etwas größer ist als im Nebenkanal 52. In den zweiten überströmkanal 56 ist ebenfalls kurz stromab von der zweiten Überströmöffnung ein Flatterventil 58 eingesetzt, das den zweiten überströmkanal freigibt, wenn der Druck im Kurbelgehäuse 14 größer ist als im Windkessel 37 bzw. in dem mit diesem kommunizierenden zweiten Überströmkanals 56 und den zweiten Überströmkanal absperrt,The motor shown in Fig. 7 differs from the motor shown in Figs. 1-6 once in that from the one at the inflow opening 29 into the Cylinder bore 13 opening inflow channel 31 branches off a secondary channel 52 which opens at a further inflow opening 53 in the crankcase 14, and that on the other hand one of a second overflow opening of the crankcase 14 outgoing second transfer channel 56 is provided, which is slightly upstream of the first overflow opening 32 in the air chamber 37 of the first overflow channel 33 opens. The upstream side channel 52 is provided with a flutter valve provided, which is open when the pressure in the secondary channel is higher than the pressure in the The crankcase 14 and is closed when the pressure in the crankcase 14 is slightly greater than in the secondary duct 52. The second overflow duct 56 is also just downstream of the second overflow opening a flutter valve 58 is used, which releases the second overflow channel when the pressure in the crankcase 14 is greater than in the air chamber 37 or in the second overflow channel 56 communicating with it and the second overflow channel shut off,

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wenn der Druck im Windkessel 37 größer ist als im Kurbelgehäuse 14.when the pressure in the air chamber 37 is greater than that in the crankcase 14.

Die Wirkung des zusätzlichen Einströmpfades 52, 57, ist die, daß auch nach dem Durchgang des Kolbens durch seinen oberen Totpunkt 39 bzw. 49 auch nach dem Absperren der Einströmöffnung 29 noch solange Kraftstoff-Luft-Gemisch in die durch den Kolben 12, den unteren Teil der Zylinderbohrung 13 und das Kurbelgehäuse 12 gebildete Kurbelgehäusepumpe Kraftstoff-Luft-Gemisch nachströmen kann, bis sich im Kurbelgehäuse 14 ein Druck aufgebaut hat, der nur noch wenig geringer ist als der Druck im Nebenkanal 52. Man erreicht also längere Einströmzeiten und damit auch bei hohen Drehzahlen des Motors eine quantitative Füllung der Druckkammer der Kurbelgehäusepumpe 12, 13, 14.The effect of the additional inflow path 52, 57 is that even after the piston has passed through through its top dead center 39 or 49 even after the inflow opening 29 has been shut off Fuel-air mixture in the through the piston 12, the lower part of the cylinder bore 13 and the crankcase 12 formed crankcase pump fuel-air mixture can continue to flow until a pressure has built up in the crankcase 14, which is only a little is lower than the pressure in the secondary channel 52. You thus achieve longer inflow times and thus also at high engine speeds a quantitative filling of the pressure chamber of the crankcase pump 12, 13, 14.

Die Wirkung des zweiten, von dem Kurbelgehäuse 14 ausgehenden Überströmkanals 56 ist ganz analog, wobei das Flatterventil 58 diesen zweiten Überströmkanal 56 freigibt^ wenn der Druck.im Kurbelgehäuse The effect of the second transfer channel 56, which extends from the crankcase 14, is completely analogous, with the flutter valve 58 releases this second overflow channel 56 when the pressure in the crankcase

größer ist als der Druck im Windkessel 37, was immer erst dann der Fall ist, wenn das Flatterventil 57 des zweiten Einströmkanals 52 schon geschlossen ist, und den zweiten Überströmkanal 56 wieder absperrt, wenn der Druck im Windkessel 37 größer ist als im Kurbelgehäuse. Man gewinnt also auch hierdurch zusätzliche Überströmzeit und damit den Vorteil, daß dieser Motor bei sehr viel höheren Drehzahlen be-is greater than the pressure in the air chamber 37, which is always the case only when the flutter valve 57 of the second inflow channel 52 is already closed and the second overflow channel 56 is shut off again, when the pressure in the air chamber 37 is greater than that in the crankcase. This also means that you gain additional ones Overflow time and thus the advantage that this motor runs at much higher speeds.

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trieben werden kann als der Motornnach den Fig. 1-6.can be driven than the motor of Figures 1-6.

Den Öffnungsphasen des Neben-Einström-Kanals 52 entsprechen in der Fig. 8 die Pfeile 59 und 61, den Öffnungsphasen des zweiten Überströmkanals 56 die Pfeile 62 und 63. Man erkennt anhand der Fig. 8 unmittelbar, daß die Gefahr einer Überlappung der Öffnungszeiten des Einströmkanals und des Überströmkanals auch dann ausgeschlossen ist, wenn sich wegen geringsfügiger Druckschwankungen entsprechende Änderungen der Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkte der Flatterventile 57 und 58 ergeben sollten.The opening phases of the secondary inflow channel 52 correspond 8 the arrows 59 and 61, the opening phases of the second overflow channel 56 the Arrows 62 and 63. It can be seen directly from FIG. 8 that there is a risk of the opening times overlapping of the inflow channel and the overflow channel is also excluded if due to minor Changes in the opening and / or closing times corresponding to pressure fluctuations of the flutter valves 57 and 58 should result.

Ebenso erkennt man, daß die Öffnungsphasen 59 und 61 des Nebeneinströmkanals 52 gegenüber den Öffnungsphasen 62 und 63 des zweiten Überströmkanals 56 im Diagramm der Fig. 8 um 90 gegeneinander versetzt sind, was bei der gewählten Art der Darstellung aber einer halben oder 180°-Drehung der Kurbelwelle 16 entspricht. Es ist daher möglich, zur Steuerung der Öffnungs- und Schließzeiten des Neben-Einströmkanals 52 und des zweiten Überströmkanals 56 eine gemäß der Fig. 9 aufgebaute Drehschiebersteuerung zu verwenden, bei der eine einzige Öffnung 64 des Kurbelgehäuses 14 sowohl als zweite Einströmöffnung für den Neben-Überströmkanal 52 als auch als Überströmöffnung für den zweiten Überströmkanal 56 ausgenutzt ist. Diese Öffnung 64 mündet in eine Lagerbohrung 66 des Kurbelgehäuses 14, in der ein Kreiszylindrischer Drehschieber um eineIt can also be seen that the opening phases 59 and 61 of the secondary inflow channel 52 compared to the opening phases 62 and 63 of the second overflow channel 56 are offset from one another by 90 in the diagram of FIG. 8, which is the case with the selected type of representation but corresponds to a half or 180 ° rotation of the crankshaft 16. It is therefore possible to control the Opening and closing times of the secondary inflow channel 52 and of the second overflow channel 56 to use a rotary valve control constructed according to FIG. 9, in which a single opening 64 of the crankcase 14 both as a second inflow opening for the secondary overflow channel 52 as also as an overflow opening for the second overflow channel 56 is used up. This opening 64 opens into a bearing bore 66 of the crankcase 14, in which a circular cylindrical rotary valve to one

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zur Achse der Kurbelwelle 16 parallele Achse 68 gasdicht drehbar gelagert ist. Die Endabschnitte 69 bzw. 71 des Neben-Einströmkanals 52 bzw. des zweiten Überströmkanals 56 sind symmetrisch zur rechtwinklig zur Kurbelwellenachse verlaufenden Mittelebene 72 des Kurbelgehäuses 14 an die Lagerbohrung 66 herangeführt, derart, daß ihre zentralen Achsen und die zentrale Achse der Öffnung 64 des Kurbelgehäuses in einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei diese Öffnung 64 und die Mündungsöffnungen 73 bzw. 74 des Neben-Einströmkanals 52 bzw. des zweiten Überströmkanals 56 einander, bezogen auf die Drehachse 68 des Drehschiebers 66 einander diametral gegenüberliegen. Der Drehschieber weist zwei schräg zu seiner Drehachse 68 verlaufende parallele Durchgangsbohrungen 73 und 74 auf, deren Neigung bezüglich der Drehachse 68 des Drehschiebers und entlang dieser Achse gemessener Abstand so bemessen ist, daß sie im Verlauf der Drehbewegung des Drehschiebers abwechselnd, d.h. jeweils nach einer halben Umdrehung des Drehschiebers 66, den Neben-Einströmkanal 52 oder den zweiten Überströmkanal 56 kommunizierend mit der Öffnung 64 des Kurbelgehäuses 14 verbinden. Um die aus Fig. 8 ersichtlichen Öffnungsphasen des Neben-Einströmkanals und des zweiten Überströmkanals 56 zu erreichen, muß sich dann der Drehschieber 67 mit derselben Rotationsgeschwindigkeit drehen wie die Kurbelwelle 16. Die Rotationsbewegung des Drehschiebers kann daher mit Hilfe eines einfach aufgebauten 1/1-Steuergetriebes von der Rotationsbewegung derto the axis of the crankshaft 16 parallel axis 68 is mounted gas-tight rotatable. The end sections 69 and 71 of the secondary inflow channel 52 or of the second overflow channel 56 are symmetrical to the center plane 72 of the running at right angles to the crankshaft axis Crankcase 14 brought up to the bearing bore 66, such that their central axes and the central axis of the opening 64 of the crankcase in a common Level lie, with this opening 64 and the mouth openings 73 and 74 of the secondary inflow channel 52 or of the second overflow channel 56 to one another, based on the axis of rotation 68 of the rotary valve 66 are diametrically opposite one another. The rotary slide has two inclined to its axis of rotation 68 parallel through bores 73 and 74, their inclination with respect to the axis of rotation 68 of the rotary valve and the distance measured along this axis is dimensioned in such a way that it is in the course of the rotary movement of the rotary valve alternately, i.e. each after half a revolution of the rotary valve 66, the Secondary inflow channel 52 or the second overflow channel 56 communicating with the opening 64 of the crankcase 14. To those shown in FIG To achieve opening phases of the secondary inflow channel and the second overflow channel 56, the rotary valve 67 must then rotate at the same rotational speed as the crankshaft 16. The rotational movement of the rotary valve can therefore with the help of a simply constructed 1/1 timing gear from the rotational movement of the

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Kurbelwelle 16 abgeleitet werden. Gegebenenfalls erforderliche unterschiedliche Öffnungszeiten des Neben-Einströmkanals 52 und des zweiten Überströmkanals 56 lassen sich durch unterschiedliche Wahl der lichten Durchmesser der Durchgangsbohrungen 73 und 74 und/oder der lichten Querschnitte der Endabschnitte 69 bzw. 71 des Neben-Einströmkanals 52 bzw. des zweiten Überstrom— kanals 56 realisieren. Strömungstechnisch ist es günstig, wenn die Endabschnitte 69 bzw. 71 des Neben— Einström— kanals 52 bzw. des zweiten Überströmkanals 56 dieselben lichten Querschnitte aufweisen wie die Durchgangs— bohrungen 73 bzw. 74 des Drehschiebers 67 und wenn die zentralen Achsen dieser Endabschnitte mit den zentralen Achsen der Durchgangsbohrungen 73 bzw. 74 gerade zusammenfallen, wenn die kommunizierende Verbindung mit dem Kurbelgehäuse 14 hergestellt ist.Crankshaft 16 can be derived. If necessary, necessary different opening times of the side inflow channel 52 and the second overflow channel 56 can be cleared by different choices Diameter of the through bores 73 and 74 and / or the clear cross sections of the end sections 69 and 71, respectively of the secondary inflow channel 52 or the second overflow implement channel 56. In terms of flow technology, it is favorable if the end sections 69 and 71 of the secondary inflow channel 52 or of the second overflow channel 56 have the same clear cross-sections as the passage— bores 73 and 74 of the rotary valve 67 and if the central axes of these end sections with the central Axes of through holes 73 and 74 coincide, when the communicating connection with the crankcase 14 is established.

Der erfindungsgemäße Motor kombiniert das Vier-Takt-Arbeitsprinzip mit der bei Zwei—Takt-Motoren ausgenutzten Art der Kraftstoff—Einspeisung und stellt insofern eine echte Kombination dieser beiden Motor— Konstruktionen dar. Er kann sowohl als Benzinmotor, aber auch als Dieselmotor gebaut werden. Zur Steuerung der gegebenenfalls vorhandenen Neten-Einströmkanäle und der zweiten Überströmkanäle können auch in Verbindung mit diesen getrennte Drehschieber vorgesehen sein, die mit der halben Umdrehungszahl der Kurbelwelle angetrieben sind und mit einer geeigneten Phasenverschiebung arbeiten, wobei die Öffnungszeiten durch geeignete Wahl der Durchmesser der Durchgangsbohrungen der Drehschieber und/oder der Durchmesser der Einström- und/oder Überströmöffnungen einstellbar sind. Dies gilt selbstverständlich auch für einen Motor mit einer Steuerung gemäß der Fig. 9. Wenn die Ein- und Überströmöffnungen an einer flachen Wand des KurbelgehäusesThe engine according to the invention combines the four-stroke working principle with the type of fuel feed used in two-stroke engines and, in this respect, represents a real combination of these two engine constructions. It can be used as a gasoline engine, but can also be built as a diesel engine. To control any Neten inflow channels that may be present and the second overflow channels can also be provided in connection with these separate rotary valves which are driven at half the speed of the crankshaft and with a suitable phase shift work, the opening times by suitable choice of the diameter of the through bores of the rotary valve and / or the diameter of the inflow and / or overflow openings are adjustable. Of course, this also applies to an engine with a Control according to FIG. 9. If the inflow and overflow openings on a flat wall of the crankcase

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einmünden, so können auch vor dieser Wand rotierende sektorförmige Flachschieber zur Steuerung verwendet werden, die mit einem sich über mehr als 180 erstreckenden Sektor oder mit mehreren Sektorflügeln versehen sind, wobei sich auch durch geeignete Wahl der Umdrehungsgeschwindigkeiten solcher Flachschieber die erforderlichen Öffnungszeiten etwa gemäß Fig. 8 erzielen lassen.open, rotating sector-shaped flat slides can also be used for control in front of this wall those with a sector extending over more than 180 or with several sector wings are provided, and by suitable choice of the rotational speeds of such flat slide the required opening times as shown in FIG. 8 can be achieved.

Die Leistung des erfindungsgemäßen Motors läßt sich mit einfachen Mitteln dadurch noch weiter steigern, daß zusätzlich zu dem die Kurbelgehäuse-Pumpe und den durch das erste Einlaßventil 23 gesteuerten Überströmkanal 33 mit dem Windkessel 37 umfassenden, mit Vorkompression des Kraftstoff-Luft-Gemisches arbeitenden Kraftstoff-Speise-System ein weiteres, jedoch in üblicher Weise aufgebautes, mit einem Vergaser oder einer Einspritzpumpe versehenes Kraftstoff-Speise-System vorgesehen ist, bei dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch unter dem herrschenden Außendruck in den Zylinder einströmt. Die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einspeisung erfolgt dann über mindestens ein weiteres Einlaßventil, das in üblicher Weise durch Nocken gesteuert ist. Die Steuerzeiten für die beiden Einlaßventile werden dann so gewählt, daß während des Ansaughubes des Arbeitskolbens 12 zuerst das zweite Einlaßventil öffnet, so daß zunächst durch dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch in der bei Vier-Takt-Motoren üblichen Weise angesaugt wird. Solange sich der Arbeitskolben 12 hierbei von seinem oberen Totpunkt aus nach unten bewegt, bleibt das erste Einlaßventil, das den Überströmkanal 33 absperrt, geschlossen. Erst von einer Zwischenstellung des Arbeitskolbens 12 zwischen seinem oberen Totpunkt und seinem unteren Totpunkt an öffnet das erste Einlaßventil 23, so daßThe performance of the engine according to the invention can be with simple means thereby further increase that in addition to the crankcase pump and the controlled by the first inlet valve 23 overflow channel 33 with the air chamber 37, with Pre-compression of the fuel-air mixture working Fuel feed system is another, but more common Wise constructed, provided with a carburetor or an injection pump fuel feed system provided is where the fuel-air mixture is below the prevailing external pressure flows into the cylinder. The fuel-air mixture is then fed in via at least one further inlet valve, which is controlled in the usual way by cams. The tax times for the two inlet valves are then chosen so that during the intake stroke of the working piston 12 first the second inlet valve opens, so that this fuel-air mixture is first used in four-stroke engines usual way is sucked. As long as the working piston 12 moves from its top dead center moved downward, the first inlet valve, which closes off the overflow channel 33, remains closed. Only from an intermediate position of the working piston 12 between its upper dead center and its lower one Dead center opens the first inlet valve 23, so that

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vorverdichtetes Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder einströmen kann. Etwa gleichzeitig mit dem Öffnen des ersten Einlaßventiles 23, d.h. noch bevor der Druck im Zylinder größer wird als der Außendruck schließt das zweite Einlaßventil. Das erste Einlaßventil bleibt dann bis zum Ende des Ansaughubes offen, bis der Druckausgleich zwischen dem Windkessel 37 und dem Zylinder stattgefunden hat. Dabei erreicht man im Vergleich zu einer lediglich über den Überströmkanal 33 erfolgenden Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einspeisung einen noch höheren Kraftstoff-Luft-Gemisch-Ausgangsdruck im Zylinder, bevor der Kompressionshub des Arbeitskolbens 12 beginnt und damit auch eine entsprechende Leistungssteigerung. Hierbei ist es günstig, möglichst viel Kraftstoff-Luft-Gemisch über das "normale" Ansaugsystem einzuspeisen, bevor über das den Überströmkanal 33 umfassende Kraftstoff-Speise-System der zur Erreichung eines möglichst hohen Ausgangsdruckes im Zylinder erforderliche restliche Kraftstoff-Luft-Gemisch-Anteil eingespeist wird. Hierbei versteht es sich, daß bei relativ langsam laufenden Motoren die Öffnungszeit des zweiten Einlaßventils, und damit auch der ira. oberen .,...· Totpunkt beginnende erste Teilhub des Arbeitskolbens 12, in dessen Verlauf das Kraftstoff-Luft-Gemisch "angesaugt" wird, erheblich größer sein kann als die Öffnungszeit des ersten Einlaßventils 23 bzw. der etwa im unteren Totpunkt endende zweite Teilhub des Ansaughubes des Arbeitskolbens 12, während bei höheren Drehzahlen etwa gleiche Öffnungszeiten der beiden Einlaßventile erforderlich sind, damit der Druckausgleich zwischen dem Windkessel 37 und dem Zylinder stattfinden kann. Die günstigsten Bedingungen köneen von Fall zu Fall und je nach Dimensionierung des Motors durch Versuche leicht bestimmt werden. Es versteht sich auch, daß bei Hochleistungsmotoren gegebenenfalls zwei oder sogar drei zusätzliche Einlaßventile vorgesehen.pre-compressed fuel-air mixture in the cylinder can flow in. About the same time as the opening of the first inlet valve 23, i.e. before the pressure in the The second inlet valve closes when the cylinder becomes greater than the external pressure. The first inlet valve then remains open until the end of the intake stroke, until the pressure equalization between the air chamber 37 and the cylinder has taken place Has. In comparison to a fuel-air mixture feed that takes place only via the overflow channel 33, this is achieved an even higher fuel-air mixture outlet pressure in the cylinder before the compression stroke of the working piston 12 begins and thus also a corresponding increase in performance. Here it is beneficial to use as much fuel-air mixture as possible over the "normal" Feed the intake system before the fuel feed system comprising the overflow channel 33 for the Achieving the highest possible outlet pressure in the cylinder, the remaining fuel-air mixture ratio required is fed in. It goes without saying that the opening time for relatively slow motors of the second inlet valve, and thus also the ira. upper., ... · The first partial stroke of the working piston 12, which begins at the dead center, during the course of which the fuel-air mixture is "sucked in" is, can be considerably longer than the opening time of the first inlet valve 23 or that approximately at bottom dead center ending second partial stroke of the intake stroke of the working piston 12, while at higher speeds about the same Opening times of the two inlet valves are required so that the pressure equalization between the air chamber 37 and the cylinder can take place. The most favorable conditions can be from case to case and depending on the dimensions of the Engine can easily be determined by experiment. It will also be understood that in the case of high-performance engines, if necessary two or even three additional inlet valves are provided.

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sein können, um besonders günstige Einströmverhältnisse zu erzielen.can be to particularly favorable inflow conditions to achieve.

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Claims

Jl.j four-stroke engine with at least one over a curve ^ "^ belgehäuse rechargeable cylinder, the minimum in the course of the intake stroke of the working piston via one with the crankcase and the cylinder communicating overflow channel by means of the in the overflow channel and into a storage volume working crankcase pump precompressed fuel-air mixture can be supplied, with the Fuel-air mixture via the crankcase at least one inflow channel is supplied whose mouth opening can be shut off in a controlled manner as soon as the compression stroke of the crankcase pump starts and can be released as soon as the intake stroke the crankcase pump is used, and the overflow channel is one in the area of the cylinder bore has arranged overflow opening in the course the passage of the working piston through its dead center near the crankshaft open and otherwise through the piston skirt is closed, characterized in that

the overflow channel (33) from the overflow opening (32) the cylinder bore (13) proceeding to that with the inlet valve (23) of the cylinder in the usual way controlled released or lockable inlet port (34) of the cylinder head leads to the Working piston (12) is designed as a window piston, the window (26) of which is in the dead zone near the crankshaft. .. point roughly congruent with the practice flow opening (32)

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ORK3 / NAL INSPECTED

of the overflow channel (33) is arranged, and that the storage volume as an air chamber-like extension (37) of the overflow channel (33) is formed, the effective total volume of which is approximately is equal to the displacement volume of the working piston (12) and that the compression ratio of the crankcase pump is at least 2/1 and is preferably between 2.3 / 1 and 3/1.

2. Four-stroke engine according to claim 1, characterized in that

that the inflow channel (31) has at least one first branch opening into the cylinder bore (13), its mouth opening (29) in such a Distance from the crankcase (14) or the cylinder head (22) is arranged that they during the Passage of the piston through its dead center distant from the crankshaft open and during the further Back and forth movement of the piston is closed by the piston skirt (27).

3. Four-stroke engine according to claim 2, characterized in that

that the mouth opening (29) of the piston (12) lockable branch of the inflow channel (31) as a stretching over at least 30 degrees is formed along the circumference of the cylinder bore (13) extending inlet slot, the Central plane extends at right angles to the geometric longitudinal axis (40) of the cylinder bore (13).

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4. Four-stroke engine according to one of the preceding Claims, characterized in that in addition to the crankcase pump (12, 13, 14, 29, 31) a continuously operating, fuel-air mixture or air is provided into the crankcase (14) conveying a pump.

5. Four-stroke engine according to one of the preceding Claims, characterized in that the inflow channel (31) has at least one second, in the crankcase (14) opening branch (52), the mouth opening (53) during of the compression stroke of the crankcase pump by means of a pressure and / or stroke path-controlled Shut-off device is lockable.

6. Four-stroke engine according to one of the preceding claims, characterized in that the overflow duct (33, 37) has a second branch (56) leading from the crankcase (14) to the WindkesffiL (37), which by means of a pressure and / or a valve-controlled shut-off device can be closed which keeps the second branch (56) closed during the intake stroke of the crankcase pump and essentially open during the entire compression stroke of the crankcase pump.

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7. Four-stroke engine according to one of the preceding Claims and claim 5, characterized in that the shut-off device for the second branch (56) of the overflow channel (33) and the second branch (52) of the inlet, which opens into the crankcase (14) flow channel (31) a synchronous with the crankshaft rotating rotary valve (67) with two parallel and through bores (73, 74) which run obliquely to its axis of rotation (68) and which alternate End sections (69, 71) of the second inflow channel (52) and of the second overflow channel (56) with a common mouth opening (64) of the crankcase (14) communicating.

8. Four-stroke engine according to claim 7, characterized in that

that the diameter of the two bores (73, 74) of the rotary valve (67) and / or the cross-sections of the mouth openings of the second transfer channel (56) and the one opening into the crankcase (14) Branches (52) of the inflow channel (31) are different.

9. Four-stroke engine according to one or more of the preceding claims 5-8, characterized in,

that the shut-off devices for the branch (52) of the inflow channel opening into the crankcase (14) (31) and / or the second branch (56) of the overflow channel (33) are flutter valves (57, 58).

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10. Four-stroke engine according to one of the preceding Claims and with an even number of cylinders, characterized in that

that two working pistons (12), the same. Carry out lifting movement, such that the one piston the compression stroke or exhaust stroke and the other executes the exhaust stroke or working stroke, side by side arranged and provided with a common crankcase chamber, which against the adjacent (s)

Crankcase chamber (s) of the other cylinders pairs tightly closed.

11. Four-stroke engine according to claim 10, characterized in that

that a common air chamber (37) is provided for each pair of cylinders.

.12. Four-stroke engine according to one of the preceding Claims 1-9 with an odd number of cylinders, characterized in that

that each cylinder is assigned a crankcase chamber which faces the other crankcase chambers is tightly sealed, and the corresponding to the individual crankcase chambers Crankcase sub-pumps work in a common air chamber.

13. Four-stroke engine according to one of the preceding claims 1-12, characterized in that that in addition to the overflow channel (33) releasing or blocking the first inlet valve (23) at least one further inlet valve for feeding the fuel-air mixture into the cylinder it is provided that flows into the cylinder under normal ambient pressure,

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that the further inlet valve during a first, approximately from top dead center of the working piston (12) to in a position between the top and bottom dead center leading partial stroke of the intake stroke open and during of the second partial stroke leading from the intermediate position to approximately the bottom dead center of the working piston (12) is closed, and that the first inlet valve (23), apart from brief overlaps of the opening times, is closed during the first partial stroke and open during the second partial stroke.

14. Four-stroke engine according to claim 13, characterized in that the ratio of the stroke paths of the first partial stroke and the second partial stroke is at least 1: 1 and preferably between 1.5: 1 and 3: 1.

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