DE3022901A1 - Four stroke IC engine - has crankcase connected via non-return valve to fuel mixture supply and to precompression chamber - Google Patents

Four stroke IC engine - has crankcase connected via non-return valve to fuel mixture supply and to precompression chamber

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Abstract

The four-stroke I.C. engine has a cylinder with inlet and outlet valves accommodating a piston driving a crankshaft, together with ignition equipment and a supply for the mixture of fuel and air. The crankcase (5) is connected via a non-return valve (7) to the supply, and via a pipe (8) containing a further valve (10) to a pre-compression chamber (9). In the latter are a drive (11) and controls for the inlet and outlet valves (12,13), opening them alternately after each stroke. The pipe (6) from the supply and containing the first non-return valve (7) can be connected to the cylinder (1) near the bottom dead-centre position of the piston (2).

Description

24 62° G-die 18. Juni 1980 24 62 ° G-the June 18, 1980

Helmut Pohl,
8000 München 40Helmut Pohl,
8000 Munich 40

Vier-Takt-VerbrennungsmaschineFour-stroke internal combustion engine

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.The invention relates to a four-stroke internal combustion engine with an inlet and outlet valve Cylinder, a reciprocating piston that drives a crankshaft mounted in the crankcase via a connecting rod, an ignition device and a supply device for the fuel-air mixture.

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 Usual four-stroke internal combustion engines of this type work in such a way that after the intake stroke, during which the intake valve is open, the compression stroke takes place and after the ignition and the power stroke, the combustion gases are expelled through the exhaust valve. at

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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.The four-stroke type internal combustion engine is through the piston the crankshaft housing separated from the area of the cylinder swept by the piston. To prevent that oil contained in the crankshaft housing on the opposite one Side of the piston penetrates, it is provided with piston rings that seal as well as possible. Still can usually does not prevent oil from being consumed over time as it passes through the piston rings into the combustion chamber penetrates. Furthermore, in these known four-stroke internal combustion engines, special oil circuits and Lubrication devices for lubricating the valve controls and crankshaft bearings are provided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verbrennungsmaschine zu schaffen, bei der sich die Schmierung wesentlich vereinfachen und günstiger gestalten läßt.The object of the present invention is to create an improved internal combustion engine in which the lubrication can be made much easier and cheaper.

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.According to the invention, this object is achieved in a four-stroke internal combustion engine of the type specified in that the crankshaft housing has a check valve with the supply device is connected that the crankshaft housing via a line in which another check valve is provided, is in communication with a compression chamber in which the controls and drives for the inlet and outlet valves are arranged which open the inlet or outlet valve alternately after each stroke.

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 derThe internal combustion engine according to the invention is not lubricated by oil filled into the crankshaft housing, but rather works like a two-stroke internal combustion engine in terms of its lubrication. The oil used for lubrication is thus added to the fuel-air mixture in the manner known from two-stroke engines. With the current state of

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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.Two-stroke internal combustion engines are a particularly simple process, since they use mixtures of one Ratio of 1: 100 can be driven. This means that the constant oil consumption is not greater than with comparable ones Four-stroke internal combustion engines.

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.In the four-stroke internal combustion engine according to the invention every time the piston moves towards top dead center, mixture is sucked into the through the Crankcase formed chamber instead. During the downward stroke of the piston, this sucked-in mixture is compressed and Via the line provided with the check valve and connecting the crankshaft housing to the pre-compression chamber pressed into this. But since only every second cycle is a work cycle and the cycles in between are compression cycles, the gas compressed during a piston stroke is in the Vorverdi chtungskammer stored so that after opening the inlet valve the piston moving to its bottom dead center position draws in pre-compressed gas from the pre-compression chamber, which has been stored in this due to two suction strokes of the piston. The machine according to the invention performs this way to a filling of the cylinder space with a highly compressed mixture, which leads to a higher efficiency leads. In addition, both the crankshaft with its bearings by the oil contained in the mixture as well the valve controls are lubricated by this. The entire structure of the machine is thereby at higher efficiency greatly simplified.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine läßt sich also eine besonders gute Ladung erreichen, ohne daß eine besondere Ladungsvorrichtung vorgesehen werden müßte. In the machine according to the invention, a special Achieve a good charge without the need for a special charging device.

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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.Appropriately, the line coming from the mixture feed device and containing the check valve opens in the area of the bottom dead center position of the piston in the cylinder. This arrangement has the advantage that the valve mouth is run over by the piston skirt, so that the valve is relieved of higher pressures.

Zweckmäßigerweise ist die Vorverdichtungskammer auf den Zylinderkopf aufgesetzt, so daß sich herkömmliche Ventilsteuerungen verwenden lassen.The pre-compression chamber is expediently placed on the cylinder head so that conventional valve controls can be used let use.

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.Instead of the check valves, which are arranged in the lines, which the mixture generating device with the Valve controls can also connect the crankshaft housing and the crankshaft housing to the pre-compression chamber or other valve arrangements are provided which during the downward movement of the piston in the pre-compression chamber Open leading line and during the upward movement of the piston that leading to the device generating the mixture Open the line and close the other.

Die das Gemisch erzeugende Einrichtung kann aus einem Vergaser oder aber auch aus einer Einspritzvorrichtung bestehen.The device generating the mixture can consist of a carburetor or an injection device.

Statt einer mit Zündkerzen versehenen Zündeinrichtung kann die erfindungsgemäße Maschine auch nach dem Diesel-Prinzip arbeiten.Instead of an ignition device provided with spark plugs, the machine according to the invention can also operate according to the diesel principle work.

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, dieThe machine according to the invention can be designed as a single-cylinder or also as a multi-cylinder machine. Consists the machine consists of several cylinders, the crankshaft housing belonging to each cylinder must form chambers, the

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von den zu den anderen Zylindern gehörenden getrennt sind.are separate from those belonging to the other cylinders.

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.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In the four figures of the drawing the relationships during the four bars are shown schematically.

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.The engine according to the invention consists of a cylinder 1, in
which the piston 2 is guided. The piston 2 is connected to the crankshaft 4 via the connecting rod 3 in the usual way. The crankshaft housing 5 is through its walls and the underside
of piston 2 closed. Opens into the crankshaft housing
the line 6 supplying the mixture, in which the check valve 7 is arranged. The crankshaft housing is connected to the pre-compression chamber 9 via the line 8. In the
Line 8, the check valve 10 is arranged. The camshaft 11, which controls the inlet valve 12 and the outlet valve 13 via conventional rocker arms, is arranged in the pre-compression chamber.

Die in der Zeichnung dargestellte Viertakt-Verbrennungsmaschine arbeitet folgendermaßen:The four-stroke internal combustion engine shown in the drawing works as follows:

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 12.1. In the case of the clock shown in FIG. 4, the moves
Piston 2 to its bottom dead center position, while the
Inlet valve 12 is open. During this intake stroke
The piston 2 sucks in pre-compressed mixture from the pre-compression chamber 9. As soon as the suction stroke has ended,
the inlet valve 12 closes.

Während des Ansaughubes verdichtet der Kolben 2 mit seiner der Kurbelwelle zugewandten Seite das bei dem vorhergehendenDuring the intake stroke, the piston 2 compresses with its side facing the crankshaft that of the preceding one

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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.Stroke into the crankshaft housing sucked mixture and presses this via the line 8 and the check valve 10 in the pre-compression chamber 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.2. During the compression stroke shown in FIG. 1, the mixture is compressed on the top of the piston 2, while the piston sucks mixture into the crankshaft housing via the line 6 and the check valve 7.

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.3. As can be seen from FIG. 2, the piston 2 moves after the mixture has reached its top dead center has been ignited, again towards its bottom dead center position. During this working stroke, this will be at The mixture sucked into the crankshaft housing during the previous stroke is compressed and via the line 8 and the check valve 10 pushed into the pre-compression chamber 9.

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.4. During the upward movement of the piston, which can be seen from FIG. 3, the combustion gas is discharged when the outlet valve 13 is open ejected, while the piston the second charge of mixture corresponding to the cylinder volume via the line and the check valve 7 sucks into the crankcase 5. This sucked-in mixture is shown in Fig. apparent cycle compressed and pushed through the line 8 into the pre-compression chamber 9, in which a Mixture charge is stored, which is drawn into the cylinder chamber by the piston after opening the intake valve 12.

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Claims (4)

24 620 G-die 18. Juni 1980 Helmut Pohl, 8000 München 40 Vier-Takt-Verbrennungsmaschine Patentansprüche24 620 G-die June 18, 1980 Helmut Pohl, 8000 Munich 40 four-stroke internal combustion engine claims 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)1.) Four-stroke internal combustion engine with a cylinder equipped with inlet and outlet valves, a reciprocating piston, which drives a crankshaft mounted in a crankshaft housing via a connecting rod, with a Ignition device and with a supply device for the air-fuel mixture, characterized in that that the crankshaft housing (5) via a check valve (7) with the feed device for the mixture in Connection is that the crankshaft housing (5) via a line (8) in which another check valve (10) is provided, communicates with a pre-compression chamber (9) in which the controls and Drives (11) for the inlet and outlet valves (12, 13) 130052/0349130052/0349 angeordnet sind, die im Wechsel nach jedem Hub das Ein- oder Auslaßventil (12, 13) öffnen.are arranged, which open the inlet or outlet valve (12, 13) alternately after each stroke. 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.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that that coming from the feed device for the mixture and containing the check valve (7) Line (6) opens into the cylinder (1) in the area of the bottom dead center position of the piston (2). 3. Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtungskammer (9) auf den Zylinderkopf aufgesetzt ist,3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the pre-compression chamber (9) is placed on the cylinder head, 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Rückschlagventile (7, 10) Durchflußsteuerungen wie Schieber oder dergleichen vorgesehen sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that instead of the check valves (7, 10) Flow controls such as sliders or the like are provided. 130052/0349130052/0349
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