DE3205495A1

DE3205495A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3205495A1
Application number: DE19823205495
Authority: DE
Inventors: Josef 8890 Aichach Gail
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-16
Filing date: 1982-02-16
Publication date: 1983-08-25

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Wercktcta π-ν, I5ipl:*Phy*s:-Dr^:.-K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska

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LAhe 8000 MÜNCHEN 86

POSTFACH 860 820

MOHLSTRASSE 22 TELEFON (08») 980352

Josef Gail telex 522621

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Aichach

Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Zylinder, in welchem ein auf eine Kurbelwelle arbeitender Kolben verschiebbar ist und mit einer Einlaßventilanordnung sowie einer Auslaßventilanordnung, die jeweils zwischen einem Verdichtungshub und einem Verbrennungshub über einen vorgegebenen Kurbelwellendrehwinkel während des Ladungswechsels gemeinsam geöffnet sind.

Bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen erfolgt der Ladungswechsel durch Spülen des Brennraums mit Frischgas im Bereich des unteren Totpunkts bei gleichzeitig geöffnetem Einlaßventil und Auslaßventil. Für eine hinreichende Spülung des Brennraums ist ein gewisser Mindestdurchsatz an Frischgas erforderlich, um die Restgase aus dem Brennraum auszuschieben. 15Im Leerlauf bzw. im Teillastbetrieb führt dies zu mageren und damit schlecht zündfähigen Gemischen, das heißt zu Gemischen mit zu hohem Luftanteil.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine, bei welcher der Ladungswechsel im Bereich des unteren Kolben-

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totpunkts bei geöffneter Einlaß- und Auslaßventilanordnung durch Spülen mit Frischgas erfolgt, so zu verbessern, daß im Leerlauf oder Teillastbetrieb der Frischluftanteil des Gemisches verringert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Abgasweg der Auslaßventilanordnung eine Saugvorrichtung angeordnet ist. Die Saugvorrichtung saugt die Restgase aus dem Brennraum ab, womit die zur Spülung verwendete Frischluftmenge aufgrund des von der Saugvorrichtung erzeugten Unterdrucks (bezogen auf den Druck an der Einlaßventilanordnung) verringert wird. Die Brennkraftmaschine arbeitet bevorzugt mit Kraftstoffeinspritzung in die Frischluftladung, um die Luftfüllmenge unabhängig von der Kraftstoffmenge steuern zu können. Bei geeigneter Spülgasführung kann jedoch auch mit Frischgemisch gespült werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die den Schließzeitpunkt der Einlaßventilanordnung und/oder der Auslaßventilanordnung und/oder die Saugleistung der Saugvorrichtung lastabhängig und/oder drehzahlabhängig verstellt und zwar derart, daß mit abnehmender Last bzw. Drehzahl die Frischluftmenge zur Erzielung eines fetteren Gemisches abnimmt. Mit Hilfe einer derartigen, insbesondere bei Kraftstoffeinspritzung einsetzbaren Steuervorrichtung, kann im Leerlauf oder Teillastbetrieb ein Teil der beim Spülen in den Brennraum eingebrachten Frischluftladung vor Zuführung des Kraftstoffs wieder ausgestoßen werden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung nach dem Schließen der Auslaßventilanordnung die Einlaßventilanordnung bis in den beginnenden Verdichtungshub hinein offenhalten, womit der Kolben einen Teil der Frischluftladung in den Einlaßkanal zurückschiebt. Gegebenenfalls können zusätzliche Frischluft-Auslaßventile vorgesehen sein, über die ein Teil der Frischluftladung ausgeschoben werden kann.

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Bleibt die Auslaßventilanordnung über den Schließzeitpunkt der Einlaßventilanordnung hinaus offen, so saugt die Saugvorrichtung einen Teil der Frischluftladung vor Beginn des Verdichtungshubs ab. Mittels der Steuervorrichtung, die in diesem Fall die Auslaßventilanordnung steuert, kann die
Verringerung der eingebrachten Frischluftladung last- bzw. drehzahlabhängig variiert werden.

Die von der Steuervorrichtung gesteuerte Ventilanordnung
ist bevorzugt durch ein Tellerventil gebildet. Bei der jeweils anderen Ventilanordnung handelt es sich bevorzugt um kolbengesteuerte Schlitze in der Wand des Zylinders. Die
letztere Ausgestaltung eignet sich insbesondere für die Auslaßventilanordnung, da sie auf engem Raum mit zur Saugvorrichtung führenden Entspannungsdüsen kombiniert werden kann.

Die Steuervorrichtung läßt sich auf unterschiedlichste
Weise verwirklichen. Beispielsweise kann die Ventilanordnung herkömmlich über Nocken einer Nockenwelle oder der-

gleichen gesteuert werden. Die Steuervorrichtung kann aus
einem Fliehkraftstellglied bestehen, welches die synchron
zur Kurbelwelle umlaufende Nockenwelle drehzahlabhängig
relativ zur Kurbelwelle winkelverstellt. Anstelle einer
mechanischen Betätigung der Ventilanordnung können auch

elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Ventile eingesetzt werden, deren öffnungs- bzw. Schließzustand vorzugsweise mittels einer elektrischen Steuerung gesteuert wird.

Um bei einem von einem Hydraulik-Druckzylinder gegen die
Kraft einer Schließfeder zu öffnenden Ventil rasches öffnen und Schließen des Ventils sicherzustellen und insbesondere einfache Steuerventile benutzen zu können, ist der Hydraulik-Druckzylinder zweckmäßigerweise an eine im Kreislauf

über einen drucklosen Vorrastbehälter fördernde Hydraulik-Druckpumpe angeschlossen, während das von der Steuervorrichtung gesteuerte Steuerventil in eine vom Hydraulik-Druck-

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zylinder zum Vorratsbehälter führende Rücklaufleitung geschaltet ist. Bei geöffnetem Steuerventil ist der Hydraulik-Druckzylinder in" wesentlichen drucklos, so daß die Schließfeder das Ventil auch bei kontinuierlich in den Hydraulik-Druckzylinder hineinfördernder Hydraulik-Druckpunpe schließen kann. Die Strömungsrichtung in den an den Hydraulik-Druckzylir.der angeschlossenen Leitungen wird hierbei nicht umgekehrt.

Die Saugvorrichtung ist bevorzugt als Strömungspumpe bzw. Turbine mit wenigstens einem durch den Abgasweg geführten, rotierenden Schaufelrad ausgebildet. Sie kann in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle stehen, so daß zumindest ein Teil der Strömungsenergie der nach dem Öffnen der Auslaßventilanordnung sich entspannenden Abgase zurückgewonnen wird. Das Schaufelrad der Strömungspumpe kann jedoch auch mit einem Schwungrad verbunden sein oder als Schwungrad ausgebildet sein, welches die Strömungsenergie der sich entspannenden Abgase speichert und daß Schaufelrad während der Saugphase treibt. Beide Antriebsarten lassen sich kombinieren, wenn die Strömungspumpe über einen Freilauf mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung steht. Das Scheufeirad wird über den Freilauf anfänglich von der Kurbelwelle mitgenommen und kann die Kurbelwelle überholen, wenn die Strömungsenergie der Abgase zunimmt.

Die erfindungsgemäße Saugvorrichtung läßt sich bei herkömmlichen Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit und ohne Vorverdichtung der Frischladung einsetzen. Bevorzugt wird die Saugvorrichtung jedoch in Verbindung mit einer "Dreitakt-Brennkraftmaschine" eingesetzt, wie sie beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 31 34 791.6 beschrieben ist. Brennkraftmaschinen dieser Art weisen bevorzugt wenigstens eine Gruppe mit drei um etwa 120° versetzt um die Drehachse der Kurbelwelle herum angeordneten Zylindern auf, deren im wesentlichen radial zur Drehachse verschiebbare Kolben über Pleuelstangen mit einer gemeinsamen Kurbel eines außenverzahnten Kurbelzahn-

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. 9.

rads verbunden sind. Das Kurbelzahnrad ist drehbar an einer Abkröpfung der Kurbelwelle gelagert und kämmt mit einem feststehenden, zur Drehachse der Kurbelwelle gleichachsigen, innenverzahnten Zahnring. Das Verhältnis des Teilkreisradius des Zahnrings zum Teilkreisradius des Kurbelzahnrads beträgt 3/2 oder 3/1, vorzugsweise 3/1. Die drei Kolben jeder Gruppe einer solchen Brennkraftmaschine führen in zyklischer Vertauschung den Verdichtungshub, den Verbrennungshub bzw. einen Ladungswechseltakt durch. Der den Ladungswechseltakt durchführende Kolben steht im wesentlichen während der gesamten Dauer des Verdichtungshubs bzw. des Verbrennungshubs der beiden anderen Kolben still. Aufgrund der sternförmigen Anordnung der Zylinder kann ein zur Kurbelwelle gleichachsiges Schaufelrad auf relativ kurzen Strömungswegen von sämtlichen Zylindern gemeinsam beaufschlagt werden.

Die Winkellage der Kurbel ist bevorzugt so gewählt, daß sie bei auf einen der Zylinder zu gerichteter Abkröpfung der Kurbelwelle etwa zu diesem Zylinder hinweist. Der radiale Drehachsenabstand der Kurbel des Kurbelzahnrads von der Abkröpfung der Kurbelwelle ist bevorzugt kleiner als der Teilkreisradius des Kurbelzahnrads. Damit bewegt sich die Kurbel des Kurbelzahnrads auf Bahnabschnitten, die um die Drehachse der Kurbelwelle herum gekrümmt sind. Durch geeignete Bemessung des Drehachsenabstands lassen sich nahezu kreisförmige Bewegungsbahnabschnitte und ein nahezu vollständiger Stillstand der Kolben während der Dauer des Ladungswechsels erreichen.

Bei einem Teilkreisradiusverhältnis des Zahnrings zum Kurbelzahnrad von 3/1 beträgt die Drehzahl der Kurbelwelle 1/3 der Drehzahl des Kurbelzahnrads. Die Drehzahl der Kurbelwelle ist damit für eine Vielzahl Anwendungsfälle zu niedrig. Insbesondere bei Verwendung einer mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehender Rotationspumpe führt dies zu relativ niedrigen Schaufelraddrehzahlen. Die

Abtriebsdrehzahl läßt sich auf einfache Weise mittels eines mit einer Abtriebswelle drehfest verbundenen Sonnenzahnrads verdreifachen, welches gleichachsig zum Zahnring angeordnet ist und mit dem Kurbelzahnrad kämmt. 05

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch den Bereich der Kurbelwelle und eines der Zylinder einer dreizylindrigen, Dreitakt-Brennkraftmaschine;

Fig. 2a bis c schematische Darstellungen der Brennkraftmaschine nach Fig. 1 in drei aufeinanderfolgenden Kurbelwellenstellungen und

Fig. 3 eine in der Brennkraftmaschine nach Fig. 1 verwendbare andere Ventilsteuereinrichtung.

Die Brennkraftmaschine hat neben dem in Fig. 1 dargestellten Zylinder 1 zwei weitere Zylinder 3, 5 (Fig. 2a bis c), die von einem Kurbelgehäuse 7 um 120° gegeneinander versetzt, sternförmig nach außen abstehen. In dem Kurbelgehäuse 7 ist eine Kurbelwelle 9 an einem der besseren Lagerung wegen durchmesserverstärkten Achsteil 11 mittels Lager 13 drehbar fliegend gelagert. An einer Abkröpfung 15 der Kurbelwelle 9, die in üblicher Weise durch ein Gegengewicht 17 ausbalanciert ist, ist ein außenverzahntes Zahnrad 19 drehbar gelagert, welches mit einem die Bewegungsbahn des Zahnrads umschließenden, zur Drehachse 21 der Kurbelwelle 9 konzentrischen, innenverzahnten Zahnring 23 kämmt. Der Zahnring 23 ist feststehend auf der dem Achsteil 11 der Kurbelwelle 9 axial gegenüberliegenden Seite des Kurbelgehäuses 7 angebracht. Das Zahnrad 19 ist drehfest mit einer zylindrisehen Exzenterkurbel 25 verbunden, die zusammen mit dem Zahnrad 19 auf der Abkröpfung 15 der Kurbelwelle 9 drehbar gelagert ist und ebenfalls ein Ausgleichsgewicht 27 trägt.

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Die Exzenterkurbel 25 sitzt zwischen dem Zahnrad 19 und dem Achsteil 11 der Kurbelwelle 9 und umschließt die Abkröpfung 15. Der radiale Abstand der in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie 29 angedeuteten Drehachse der Exzenterkurbel 25 von der bei 31 eingezeichneten Drehachse des Zahnrads 19 ist kleiner als der Teilkreisradius des Zahnrads

In den Zylindern 1, 3 und 5 sind Kolben 33, 35 bzw. 37 abgedichtet verschiebbar geführt. Pleuelstangen 39, 41 bzw. 43 verbinden die Kolben 33 bis 37 über Pleuellager 45, 4 7 bzw. 49 mit der gemeinsam ausgenutzten Exzenterkurbel 25. Anstelle der in Fig. 1 dargestellten gekröpften Pleuellager 47, 49 können auch gabelförmige Pleuellager benutzt werden, die die Kräfte symmetrisch auf die Exzenterkurbel 25 übertragen.

Das Verhältnis des Teilkreisradius des Zahnrings 23 zum Teilkreisradius des Zahnrads 19 beträgt 3/1. Die durch den Abstand der Drehachsen 21 und 31 gegebene Kurbelarmlänge der Kurbelwelle 9 ist gleich der Differenz der Teilkreisradien des Zahnrings 23 bzw. des Zahnrads 19. Die Winkelstellung der Exzenterkurbel 25 ist so gewählt, daß sie bei in Richtung eines der Zylinder, im Ausführungsbeispiel dem Zylinder 1 gerichteter Äbkröpfung 15 der Kurbelwelle 9 etwa in gleicher Richtung zeigt. Dem Achsteil 11 der Kurbelwelle 9 gegenüberliegend ist in Lagern 51 gleichachsig drehbar eine Abtriebswelle 53 gelagert, die drehfest ein zum Zahnring 23 gleichachsiges, mit dem Zahnrad 19 kämmendes Sonnen-Zahnrad 55 trägt. Eine zweite Abtriebswelle 57 ist drehfest mit der Kurbelwelle verbunden. Die Abtriebswelle 53 dreht mit dreifacher Drehzahl bezogen auf die Abtriebswelle 57. Eine der beiden Abtriebswellen kann gegebenenfalls entfallen.

Wie in Fig. 2a dargestellt ist, bewegt sich die Drehachse 29 der Exzenterkurbel 25 entlang einer strichpunktiert eingezeichneten Bewegungsbahn, die die Form einer verkürzten

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Hypotrochoide hat. Die Hypotrochoide hat drei, jeweils den Zylindern 1, 3, 5 zugewandte Ecken, denen, bezogen auf die Drehachse 21 der Kurbelwelle 9,um die Drehachse 21 herum gekrümmte Bahnabschnitte 59, 61, 63 gegenüberliegen. Die Länge des Kurbelarms der Exzenterkurbel 25 ist so bemessen, daß der Krümmungsradius der Bahnabschnitte 59, 61, 63 etwa gleich der Länge der Pleuelstangen 39, 41 bzw. 43 ist.

Bei der Bewegung der Kurbelachse 29 längs jedes der Bahnabschnitte 59, 61 oder 63 bleibt jeweils einer der Kolben 33, 35 bzw. 37 in Ruhe, während sich die beiden anderen Kolben bewegen. Fig. 2a zeigt schematisch die Brennkraftmaschine in der in Fig. 1 dargestellten Stellung. Die Exzenterkurbel 25 soll sich hierbei aufgrund ihres Schwungmoments in Richtung eines Pfeils 65 um die Drehachse 31 der Abkröpfung 15 bewegen. Die Abkröpfung 15 der Kurbelwelle 9 bewegt sich entsprechend der Abrollbewegung des Zahnrads 19 am Zahnring 23 entgegengesetzt in Richtung eines Pfeils 67. In der dargestellten Position des Zahnrads 19 weist die Exzenterkurbel 25 und die Abkröpfung 15 zum Zylinder 1, dessen Kolben 33 damit seine obere Totpunktstellung einnimmt und nachfolgend den Verbrennungs- bzw. Arbeitstakt ausführt. Der in Bewegungsrichtung der Abkröpfung 15 folgende Kolben 35 des Zylinders 3 befindet sich etwa in seiner unteren Totpunktstellung und führt nachfolgend einen Verdichtungstakt aus. Der Kolben 37 des Zylinders 5 hat seine untere Totpunktstellung am Ende seines Arbeitstaktes gerade erreicht und bleibt, wie Fig. 3b zeigt, in Ruhe, während der Kolben 33 des Zylinders 1 den Arbeitshub und der Kolben 35 des Zylinders 3 den Verdichtungshub ausführt. Der Zylinder 5 wird während des Ruhetakts seines Kolbens 37 wie nachstehend noch näher erläutert wird, mit ggf. vorverdichteter Frischluft gespült. Fig. 2c zeigt die Stellung der Kolben 33, 35 und 37 in einer Stellung, in der die Kurbelachse 29 der Exzenterkurbel 25 den nächsten Eckpunkt der Hypotrochoidenbahn erreicht hat. Die Drehachse 29 wandert auf dem in Drehrichtung nachfolgenden Bahnabschnitt 59 weiter, womit der Kolben

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33, der seine untere Totpunktstellung erreicht hat, für den nächsten Ladungswechsel in Ruhe bleibt, während der Kolben 35 den Arbeitstakt und der Kolben 37 den Verdichtungstakt ausführt.
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Die Frischluftladung wird den Zylindern über Einlaßkanäle, wie z.B. den Einlaßkanal 69 des Zylinders 1 in Fig. 1 zugeführt. Der Einlaßkanal 69 mündet über ein von einer Schließfeder 71 in Schließstellung vorgespanntes, als Tellerventil ausgebildetes Einlaßventil 73 in den Brennraum des Zylinders 1. Als Auslaßventil sind in der Wand des Zylinders 1 mehrere vom Hemd des Kolbens 33 gesteuerte Auslaßschlitze 75 vorgesehen, die über eine Entspannungsdüse 77, beispielsweise eine Lavall-Düse oder dergleichen in einen die Auslaßschlitze der Zylinder 1, 3 und 5 miteinander verbindenden, ringförmigen Abgaskanal 79 münden. Fig. 1 zeigt ferner schematisch bei 81 eine Kraftstoff-Einspritzdüse und bei eine gegebenenfalls vorhandene Zündkerze. Das Einlaßventil 73 wird über einen am Zylinder 1 drehbar gelagerten Nockenhebel 85 von einem Stößel 87 über eine mit der Kurbelwelle 9 gekuppelte und mit dieser um die Drehachse 21 rotierende Exzenternocke 89 geöffnet. In den Drehmomentübertragungsweg von der Kurbelwelle 9 auf die Exzenternocke 89 ist ein herkömmlicher Fliehkraftregler 91 geschaltet, der den Winkel zwischen der Exzenternocke 89 und der Kurbelwelle 9 steuert.

Zwischen den Entspannungsdüsen 77 und dem Abgaskanal 79 läuft ein Schaufelkranz 93 eines Saugturbinenrads 95, welches gleichachsig zur Drehachse der Abtriebswelle 53 gelagert ist. Das Saugturbinenrad 95 ist entweder auf der Abtriebswelle 53 aufgekeilt oder über einen Freilauf 97 mit dieser gekuppelt, so daß es die Abtriebswelle 53 gegebenenfalls überholen kann, wenn seine Schwungmasse aufgrund der Strömungsenergie der über die Entspannungsdüse 77 sich entspannenden Verbrennungsgase auf höhere Drehzahl als die Drehzahl der Abtriebswelle 53 beschleuniot wird.

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Während des Ladungswechsels ist sowohl das Einlaßventil als auch der Auslaßschlitz 75 geöffnet. Der Schaufelkranz 93 des Saugturbinenrads 95 erzeugt einen, bezogen auf den Druck am Einlaßkanal 6 9 verringerten Druck, der die Restgase aus dem Brennraum des zu spülenden Zylinders saugt. Aufgrund des Unterdrucks ist die bei vollständiger Spülung im Brennraum verbleibende Frischluftmenge gering, so daß im Teillastbetrieb oder im Leerlauf fettere Gemische erzielt werden können, als dies durch Spülung mit voraufgeladener Frischluft möglich wäre. Die Spülgase kühlen zugleich das Saugturbinenrad 95.

Das Saugturbinenrad 95 verbessert darüber hinaus den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine, da es das in Bereich des unteren Totpunkts der Kolben noch beträchtliche Arbeitsvermögen der Restgase ausnutzt. Die Restgase treiben nach dem öffnen des Auslaßschlitzes 75 über das Saugturbinenrad 95 die Abtriebswelle 53. Aufgrund der gegenüber der Welle 21 erhöhten Drehzahl der Abtriebswelle 53 wird der Impuls der ausströmenden Restgase besser ausgenutzt.

Der Fliehkraftregler 91 verstellt im Leerlauf die Exzenternocke 89 in der Weise, daß das Einlaßventil 73 verglichen mit Vollast früher schließt. Das Saugturbinenrad 95 saugt in diesem Betriebszustand einen Teil der in den Brennraum eingebrachten Frischluftladung ab, so daß der Luftanteil des Gemisches noch weiter abnimmt und auch im Leerlauffall einwandfrei zündfähige Gemische erhalten werden.

Der Fliehkraftregler 91 kann die Exzenternocke 89 alternativ auch so verstellen, daß das Einlaßventil 73 auch über den Schließzeitpunkt des Auslaßschlitzes 75 hinaus während des nachfolgenden Verdichtungstaktes geöffnet bleibt. Der Kolben 33 schiebt damit einen Teil der Frischluftladung in den Einlaßkanal 69 zurück, bevor das Einlaßventil 73 schließt. Auch in diesem Fall wird die im Brennraum eingeschlossene Frischluftmenge verringert.

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Nicht dargestellt sind Ausführungsformen, bei welchen zur Verringerung der in dem Brennraum während des Verdichtungstakts eingeschlossenen Frischluftladung ein zusätzliches Auslaßventil in dem Zylinder 1 vorgesehen ist, oder aber die Saugleistung des Saugturbinenrads 95 beispielsweise über steuerbare Abgas-Nebenschlußwege drehzahlabhängig oder lastabhängig gesteuert wird.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer den Schließ-Zeitpunkt eines Einlaßventils 101 oder gegebenenfalls eines Auslaßventils steuernden Steuervorrichtung. Das Einlaßventil 101 wird von einer Ventilfeder 103 in Schließstellung vorgespannt und von einem Hydraulik-Druckzylinder 105, dessen Kolben 107 auf das Ventil 101 wirkt, geöffnet. Der Hydraulik-Druckzylinder 105 ist an eine Hydraulik-Druckpumpe 109 angeschlossen, die Hydraulikflüssigkeit aus einem drucklosen Vorratsbehälter 111 in den Hydraulik-Druckzylinder 105 fördert. Vom Hydraulik-Druckzylinder 105 führt eine Rücklaufleitung 113 über ein Magnetventil 115 zurück zum Vorratsbehälter 111. Eine mittels eines Sensors 117 auf die Motordrehzahl oder den Lastzustand des Motors ansprechende elektrische Steuerung 119 steuert das Magnetventil 115. Bei geöffnetem Magnetventil 115 fördert die Hydraulikpumpe 109 im wesentlichen drucklos im Kreislauf über den Hydraulik-Druckzylinder 105, womit die Ventilfeder 103 das Einlaßventil 101 schließt. Bei geschlossenem Magnetventil 115 steigt der Hydraulikdruck im Hydraulik-Druckzylinder 105 an, wodurch das Einlaßventil 101 geöffnet wird. Die Steuerung 119 steuert den Schließzeitpunkt des Einlaßventils in der Weise, daß sich die für den Verdichtungshub in den Brennraum eingeführte Frischluftmenge im Leerlauf bzw. Teillastbetrieb verringert. Die Steuerung 119 steuert in gleicher Weise die Einlaßventile der übrigen Zylinder.

Die Saugturbine wurde vorstehend anhand einer Dreitakt-Brennkraftmaschine erläutert. Sie kann in gleicher Weise

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allein oder in Verbindung mit den vorstehend erläuterten Ventilsteuerungen auch bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen herkömmlicher Bauart eingesetzt werden, bei welchen der Ladungswechsel während eines den Kolbenstillstand am unteren Totpunkt einschließenden Kurbelwellenwinkelbereichs erfolgt.

Claims

Patentansprüche

f 1.)Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Zylinder (1, 3, 5), in welchem ein auf eine Kurbelwelle (9) arbeitender Kolben (33, 35, 37) verschiebbar ist, und mit einer Einlaßventilanordnung (73; 101) sowie einer Auslaßventilanordnung (75), die jeweils zwischen einem Verdichtungshub und einem Verbrennungshub über einen vorgegebenen Kurbelwellendrehwinkel während des Ladungswechsels gemeinsam geöffnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgasweg der Auslaßventilanordnung (75) eine Saugvorrichtung (93, 95) angeordnet ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet , daß eine Steuervorrichtung (89, 91; 119) den Schließzeitpunkt (Schließwinkel) der Einlaßventilanordnung (73; 101) und/oder der Auslaßventilanordnung und/oder die Saugleistung der Saugvorrichtung lastabhängig und/oder drehzahlabhängig verstellt, derart, daß mit abnehmender Last bzw. Drehzahl

die beim Verdichtungshub verdichtete Frischluftmenge zur Erziehung eines fetteren Gemisches abnimmt.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch g e -
°5 kennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (89, 91; 119) die Einlaßventilanordnung (73; 101) und/oder eine zusätzliche Frischluft-Auslaßventilanordnung steuert und nach dem Schließen der Abgas-Auslaßventilanordnung (75) zum Ausstoßen eines Teils der in den Zylinder (1, 3,
5) eingebrachten Frischluftladung bis in den Verdichtungshub hinein offenhält.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuervorrichtung (89, 91; 119) den Schließzeitpunkt (Schließwinkel) der Einlaßventilanordnung (73; 101) oder der Auslaß-Ventilanordnung (75) relativ zu dem bei einem vorgegebenen Kurbelwellenwinkel erfolgenden Schließen der jeweils anderen Ventilanordnung steuert, derart, daß die Auslaßventilanordnung (75) über den Schließzeitpunkt der Einlaß-Ventilanordnung (89, 91; 101) hinaus offenbleibt.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die von der Steuervor- richtung (89, 91) gesteuerte Ventilanordnung (73) zumindest ein Tellerventil und die andere Ventilanordnung vom Kolben gesteuerte Schlitze (75) in der Wand des Zylinders (1, 3, 5) aufweist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßventilanordnung vom Kolben gesteuerte Schlitze (75) aufweist, an die sich eine vor der Strömungspumpe (93, 95) mündende Entspannungsdüse (77) anschließt.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuervorrich-

tung (119) gesteuerte Ventilanordnung ein von einem Hydraulik-Druckzylinder (105) gegen die Kraft einer Schließfeder (103) zu öffnendes Ventil (101) aufweist, daß der Hydraulik-Druckzylinder (105) an eine im Kreislauf über einen drucklosen Vorratsbehälter (111) fördernde Hydraulik-Druckpumpe (109) angeschlossen ist und daß in eine vom Hydraulik-Druckzylinder (105) zum Vorratsbehälter (111) führende Rücklaufleitung (113) ein von der Steuervorrichtung (1-19) gesteuertes Steuerventil

(115) geschaltet ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Saugvorrichtung als Strömungspumpe (93, 95) mit wenigstens einem durch den Abgasweg geführten, rotierenden Schaufelrad (95) ausgebildet ist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungspumpe (93) in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle (9) bzw. einer -mit dieser gekuppelten Abtriebswelle (53) steht.
10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungspumpe (93, 95) mit einem Schwungsrad drehfest verbunden ist.
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungspumpe (93, 95) über einen Freilauf (97) mit der Kurbelwelle (9) oder eine mit dieser gekuppelten Abtriebswelle (53) in Antriebsverbindung steht.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um die Drehachse (21) der Kurbelwelle (9) herum wenigstens eine Gruppe mit drei etwa um 120° gegeneinander versetzten Zylindern (1, 3, 5)

angeordnet sind, deren im wesentlichen radial zur Drehachse (21) verschiebbare Kolben (33, 35, 37) über Pleuelstangen (39, 41, 43) mit einer gemeinsamen Kurbel (25) eines außenverzahnten Kurbelzahnrads (19, 25) verbunden sind, daß das Kurbelzahlrad (19, 25) drehbar an einer Abkröpfung (15) der Kurbelwelle (9) gelagert ist und mit einem' feststehenden, zur Drehachse der Kurbelwelle (9) gleichachsigen, innenverzahnten Zahnring (23) kämmt, wobei das Verhältnis des Teilkreisradius des Zahnrings

(23) zum Teilkreisradius des Kurbelzahnrads (19, 25) gleich 3/2 oder 3/1, vorzugsweise 3/1 beträgt.
13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Winkellage der Kurbel

(25) so gewählt ist, daß sie bei auf einen der Zylinder (z.B. 1) zu gerichteter Abkröpfung (15) der Kurbelwelle (9) etwa zu diesem Zylinder (1) hinweist und daß der radiale Drehachsenabstand der Kurbel (25) des Kurbelzahnrads (19, 25) von der Abkröpfung (15) des Kurbelwelle (9) kleiner ist als der Teilkreisradius des Kurbelzahnrads (19, 25) .
14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß gleichachsig zum Zahnring

(23) ein mit dem Kurbelzahnrad (19, 25) kämmendes, mit einer Abtriebswelle (53) drehfest verbundenes Sonnenzahnrad (55) angeordnet ist.
15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Kurbelwelle (9) axial lediglich an einer Seite fliegend gelagert ist.