DE3022901A1

DE3022901A1 - Vier-takt-verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE3022901A1
Application number: DE19803022901
Authority: DE
Inventors: Helmut 8000 München Pohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1981-12-24

Description

^{24 62}° G-die 18. Juni 1980

Helmut Pohl,
8000 München 40

Vier-Takt-Verbrennungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vier-Takt-Verbrennungsmaschine mit einem mit einem Ein- und Auslaßventil versehenen Zylinder, einem Hubkolben, der über eine Pleuelstange eine im Kurbelwellengehäuse gelagerte Kurbelwelle antreibt, einer Zündeinrichtung und einer Zuführungseinrichtung für das Brennstoff-Luft-Gemisch.

Übliche Viertakt-Verbrennungsmaschinen dieser Art arbeiten in der Weise, daß nach dem Ansaughub, währenddessen das Ansaugventil geöffnet ist, der Verdichtungshub erfolgt und nach der Zündung und dem Arbeitshub die Verbrennungsgase durch das Auslaßventil ausgeschoben werden. Bei

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deiartigen Viertakt-Verbrennungsmaschinen ist durch den Kolben das Kurbelwellengehäuse von dem von dem Kolben überstrichenen Bereich des Zylinders getrennt. Um zu verhindern, daß das in dem Kurbelwellengehäuse enthaltene öl auf die gegenüberliegende Seite des Kolbens dringt, ist dieser mit möglichst gut dichtenden Kolbenringen versehen. Dennoch läßt sich üblicherweise nicht verhindern, daß mit der Zeit öl dadurch verbraucht wird, daß dieses über die Kolbenringe in den Verbrennungsraum dringt. Weiterhin müssen bei diesen bekannten Viertakt-Verbrennungsmaschinen besondere ölkreisläufe und Schmiereinrichtungen zur Schmierung der Ventilsteuerungen und Kurbelwellenlager vorgesehen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verbrennungsmaschine zu schaffen, bei der sich die Schmierung wesentlich vereinfachen und günstiger gestalten läßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Viertakt-Verbrennungsmaschine der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß das Kurbelwellengehäuse über ein Rückschlagventil mit der Zuführungseinrichtung in Verbindung steht, daß das Kurbelwellengehäuse über eine Leitung, in der ein weiteres Rückschlagventil vorgesehen ist, mit einer Verdichtungskammer in Verbindung steht, in der die Steuerungen und Antriebe für die Ein- und Auslaßventile angeordnet sind, die im Wechsel nach jedem Hub das Einlaß- oder das Auslaßventil öffnen.

Die erfindungsgemäße Verbrennungsmaschine wird nicht durch in das Kurbelwellengehäuse eingefülltes öl geschmiert, sondern arbeitet hinsichtlich ihrer Schmierung wie eine Zwei-Takt-Verbrennungsmaschine. Das der Schmierung dienende öl wird also in der bei Zweitaktmotoren bekannten Art dem Brennstoff-Luft-Gemisch zugesetzt. Bei dem heutigen Stand der

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Zweitakt-Verbrennungsmaschinen handelt es sich hierbei um ein besonders einfaches Verfahren, da mit Gemischen von einem Verhältnis von 1:100 gefahren werden kann. Das bedeutet, daß der ständige Ölverbrauch nicht größer ist als bei vergleichbaren Vier-Takt-Verbrennungsmaschinen.

Bei der erfindungsgemäßen Vier-Takt-Verbrennungsmaschine findet bei jeder Bewegung des Kolbens in Richtung auf den oberen Totpunkt ein Ansaugen von Gemisch in die durch das Kurbelwellengehäuse gebildete Kammer statt. Beim Abwärtshub des Kolbens wird dieses angesaugte Gemisch verdichtet und über die mit dem Rückschlagventil versehene und das Kurbelwellengehäuse mit der Vorverdichtungskammer verbindende Leitung in diese gedrückt. Da aber nur jeder zweite Takt ein Arbeitstakt und die dazwischenliegenden Takte Verdichtungstakte sind, wird das bei einem Kolbenhub verdichtete Gas in der Vorverdi chtungskammer gespeichert, so daß nach öffnen des Einlaßventils der sich auf seine untere Totpunktstellung bewegende Kolben vorverdichtetes Gas aus der Vorverdichtungskammer ansaugt, das in dieser aufgrund von zwei Ansaughüben des Kolbens gespeichert worden ist. Die erfindungsgemäße Maschine führt auf diese Weise zu einer Füllung des Zylinderraums mit hochverdichtetem Gemisch, was zu einer höheren Leistungsfähigkeit führt. Darüberhinaus wird sowohl die Kurbelwelle mit ihren Lagerungen durch das in dem Gemisch enthaltene öl als auch die Ventilsteuerungen durch dieses geschmiert. Der gesamte Aufbau der Maschine wird dadurch bei höherer Leistungsfähigkeit stark vereinfacht.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine läßt sich also eine besonders gute Ladung erreichen, ohne daß eine besondere Ladungsvorrichtung vorgesehen werden müßte.

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Zweckmäßigerweise mündet die von der Gemischzuführungseinrichtung kommende und das Rückschlagventil enthaltende Leitung im Bereich der unteren Totpunktstellung des Kolbens in den Zylinder. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Ventilmündung von dem Kolbenhemd überfahren wird, so daß das Ventil von höheren Drücken entlastet wird.

Zweckmäßigerweise ist die Vorverdichtungskammer auf den Zylinderkopf aufgesetzt, so daß sich herkömmliche Ventilsteuerungen verwenden lassen.

Statt der Rückschlagventile, die in den Leitungen angeordnet sind, die die das Gemisch erzeugende Einrichtung mit dem Kurbelwellengehäuse und das Kurbelwellengehäuse mit der Vorverdichtungskammer verbinden, können auch SchieberSteuerungen oder sonstige Ventilanordnungen vorgesehen werden, die während der Abwärtsbewegung des Kolbens die in die Vorverdichtungskammer führende Leitung öffnen und während der Aufwärtsbewegung des Kolbens die zu der das Gemisch erzeugenden Einrichtung führende Leitung öffnen und die andere jeweils schließen.

Die das Gemisch erzeugende Einrichtung kann aus einem Vergaser oder aber auch aus einer Einspritzvorrichtung bestehen.

Statt einer mit Zündkerzen versehenen Zündeinrichtung kann die erfindungsgemäße Maschine auch nach dem Diesel-Prinzip arbeiten.

Die erfindungsgemäße Maschine kann als einzylindrige oder aber auch als mehrzylindrige Maschine ausgebildet werden. Besteht die Maschine aus mehreren Zylindern, müssen die zu jedem Zylinder gehörenden Kurbelwellengehäuse Kammern bilden, die

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von den zu den anderen Zylindern gehörenden getrennt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In den vier Figuren der Zeichnung sind die Verhältnisse während der vier Takte schematisch dargestellt.

Der erfindungsgemäße Motor besteht aus einem Zylinder 1, in
dem der Kolben 2 geführt ist. Der Kolben 2 ist über das Pleuel 3 mit der Kurbelwelle 4 in üblicher Weise verbunden. Das Kurbelwellengehäuse 5 ist durch seine Wandungen und die Unterseite
des Kolbens 2 geschlossen. In das Kurbelwellengehäuse mündet
die das Gemisch zuführende Leitung 6, in der das Rückschlagventil 7 angeordnet ist. Das Kurbelwellengehäuse ist über die Leitung 8 mit der Vorverdichtungskammer 9 verbunden. In der
Leitung 8 ist das Rückschlagventil 10 angeordnet. In der Vorverdichtungskammer ist die Nockenwelle 11 angeordnet, die über übliche Kipphebel das Einlaßventil 12 und das Auslaßventil 13 steuert.

Die in der Zeichnung dargestellte Viertakt-Verbrennungsmaschine arbeitet folgendermaßen:

1. Bei dem aus Fig. 4 ersichtlichen Takt bewegt sich der
Kolben 2 auf seine untere Totpunktstellung, während das
Einlaßventil 12 geöffnet ist. Während dieses Ansaughubes
saugt der Kolben 2 aus der Vorverdichtungskammer 9 vorverdichtetes Gemisch an. Sobald der Ansaughub beendet ist,
schließt das Einlaßventil 12.

Während des Ansaughubes verdichtet der Kolben 2 mit seiner der Kurbelwelle zugewandten Seite das bei dem vorhergehenden

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Hub in das Kurbelwellengehäuse angesaugte Gemisch und drückt dieses über die Leitung 8 und das Rückschlagventil 10 in die Vorverdichtungskammer 9.

2. Während des aus Fig. 1 ersichtlichen Verdichtungshubes wird das Gemisch auf der Oberseite des Kolbens 2 verdichtet, während der Kolben über die Leitung 6 und das Rückschlagventil 7 Gemisch in das Kurbelwellengehäuse ansaugt.

3. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bewegt sich der Kolben 2, nachdem im Bereich seines oberen Totpunktes das Gemisch gezündet worden ist, wieder in Richtung auf seine untere Totpunktstellung. Während dieses Arbeitshubes wird das bei dem vorhergehenden Hub in das Kurbelwellengehäuse angesaugte Gemisch verdichtet und über die Leitung 8 und das Rückschlagventil 10 in die Vorverdichtungskammer 9 geschoben.

4. Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Aufwärtsbewegung des Kolbens wird das Verbrennungsgas bei geöffnetem Auslaßventil 13 ausgeschoben, während der Kolben die dem Zylindervolumen entsprechende zweite Ladung von Gemisch über die Leitung und das Rückschlagventil 7 in das Kurbelwellengehäuse 5 ansaugt. Diese angesaugte Mischung wird bei dem aus Fig. ersichtlichen Takt verdichtet und über die Leitung 8 in die Vorverdichtungskammer 9 geschoben, in der bereits eine Gemischladung gespeichert ist, die nach öffnen des Ansaugventils 12 von dem Kolben in den Zylinderraum angesaugt wird.

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Claims

24 620 G-die 18. Juni 1980 Helmut Pohl, 8000 München 40 Vier-Takt-Verbrennungsmaschine Patentansprüche

1.) Vier-Takt-Verbrennungsmaschine mit einem mit Ein- und Auslaßventilen versehenen Zylinder, einem Hubkolben, der über eine Pleuelstange eine in einem Kurbelwellengehäuse gelagerte Kurbelwelle antreibt, mit einer Zündeinrichtung und mit einer Zuführungseinrichtung für das Luft-Brennstoff-Gemisch, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelwellengehäuse (5) über ein Rückschlagventil (7) mit der Zuführungseinrichtung für das Gemisch in Verbindung steht, daß das Kurbelwellengehäuse (5) über eine Leitung (8), in der ein weiteres Rückschlagventil (10) vorgesehen ist, mit einer Vorverdichtungskammer (9) in Verbindung steht, in der die Steuerungen und Antriebe (11) für die Ein- und Auslaßventile (12, 13)

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angeordnet sind, die im Wechsel nach jedem Hub das Ein- oder Auslaßventil (12, 13) öffnen.

2. Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Zuführungseinrichtung für das Gemisch kommende und das Rückschlagventil (7) enthaltende Leitung (6) im Bereich der unteren Totpunktstellung des Kolbens (2) in den Zylinder (1) mündet.

3. Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtungskammer (9) auf den Zylinderkopf aufgesetzt ist,

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Rückschlagventile (7, 10) Durchflußsteuerungen wie Schieber oder dergleichen vorgesehen sind.

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