DE3435356A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
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Description
Dr. med. Rabbe Nordström
Lohengrinstraße 8
8022 Grünwald
Lohengrinstraße 8
8022 Grünwald
Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Brennkraftmaschine ist aus der DE-A-30 29 2 87 bekannt.
Sie umfaßt drei gleichachsig angeordnete, gegeneinander abgedichtete Zylinderkammern und drei über eine gemeinsame
Kolbenstange miteinander verbundene Kolben, von denen jeder in einer der Zylinderkammern abgedichtet verschiebbar ist. Der
mittlere Kolben unterteilt die mittlere Zylinderkammer in zwei Vorverdichterräume, während die beiden äußeren Kolben in
den äußeren Zylinderkammern zwei Brennräume begrenzen. Die beiden äußeren Kolben sind als Stufenkolben ausgebildet, deren
einander zugewandte, durchmesserkleinere Kolbenteile einen Überströmkanal zwischen dem Brennraum und dem benachbarten
Vorverdichterraum steuern. Der mittlere Kolben steuert einen beiden Vorverdichterräumen gemeinsamen Einlaßschlitz. Die
beiden äußeren Kolben steuern Auslaßschlitze der beiden äußeren Zylinderkammern. Das maximale Volumen der Vorverdichterräume
ist jeweils größer als das maximale Volumen der Brennräume.
Bei der bekannten Brennkraftmaschine muß die erzeugte Leistung unmittelbar anschließend an den ohnehin thermisch
belasteten Kolben des Brennraums abgenommen werden. Darüberhinaus lassen sich die Steuerungszeiten der Einlaßventile,
der Auslaßventile und der Überströmventile nur begrenzt aneinander anpassen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannte Brennkraftmaschine hinsichtlich der Kraftabnahme und hinsichtlich der
Steuerung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine unterteilt der
mittlere Kolben der aus drei nebeneinander angeordneten Kolben-Zylinderkammer-Einheiten die mittlere Zylinderkammer
in zwei Brennräume, während die beiden äußeren Zylinderkammern als Vorverdichterräume ausgenutzt sind. In Verschieberichtung
der Kolben zwischen der mittleren Zylinderkammer und jeder der beiden äußeren Zylinderkammern ist jeweils
eine Drehschieber-Ventilanordnung vorgesehen, deren Drehschieber synchron zur Kolbenhubbewegung rotiert. Die Drehschieber-Ventilanordnung
bildet das Einlaßventil und/oder das Überströmventil des benachbarten Vorverdichterraums
und/oder das Auslaßventil des benachbarten Brennraums. Die Lage der Drehschieberöffnungen ist weitgehend variabel,
was optimale Steuerverhältnisse der Brennkraftmaschine ermöglicht. Die Drehschieber-Ventilanordnung bildet bevorzugt
das Einlaßventil des Vorverdichterraums und steuert zweckmäßigerweise zumindest auch das vorverdichterraum-
-Mr
seitige Ende eines vom Vorverdichterraum in den zugeordneten Brennraum führenden Überströmkanals. Das brennraumseitige
Ende des Überströmkanals kann durch einen weiteren Drehschieber der Drehschieber-Ventilvorrichtung gesteuert
werden,oder aber das brennraumseitige Ende des Überströmkanals
kann als vom mittleren Kolben gesteuerter Schlitz ausgebildet sein. Das Auslaßventil des Brennraums ist bei
Zweitaktmaschinen bevorzugt als symmetrischer, beiden Brennräumen gemeinsamer Auspuffschlitz der mittleren Zylinderkammer
ausgebildet, welcher durch den mittleren Kolben gesteuert wird. Bei Viertaktmaschinen werden bevorzugt
sowohl die Einlaßventile als auch die Auslaßventile und die Überströmventile durch die Drehschieber-Ventilanordnung
gesteuert.
In einer bevorzugten Ausführungsform, bei welcher die Brennkraftmaschine als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildet
ist/ werden die Vorverdichterräume sowohl mit Kraftstoff
als auch mit Luft oder mit dem Gemisch hiervon beschickt. Die Vorverdichterräume haben im voll kontraktierten
Zustand ein Totvolumen, welches die Brennstoff-Luft-Ladung bei geschlossenem Einlaßventil und geschlossenem
Überströmventil ohne Selbstzündung des Gemisches aufnehmen kann. Das Überströmventil und das Einlaßventil des Vorverdichterraums
werden so gesteuert, daß während jeder den Vorverdichterraum expandierenden Kolbenbewegung zunächst
das Überströmventil öffnet und wieder schließt und nachfolgend das Einlaßventil öffnet und wieder schließt. Bei
einer solchen Steuerung befindet sich das Gemisch während eines vollständigen Kompressionshubs des Kolbens des Vorverdichterraums
bei geschlossenen Ventilen in dem Vorverdichterraum und strömt erst während der nachfolgenden Dekompressionsphase
in den zugeordneten Brennraum über. Die Kompression und nachfolgende Dekompression des Gemischs
verbessert die Gleichmäßigkeit der Mischung von Kraftstoff und Luft.
Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform ist der Vorverdichterraum
über das Überströmventil mit dem benachbarten Brennraum verbunden. In einer anderen bevorzugten, ebenfalls
als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildeten Ausführungsform ist jeder Vorverdichterraum über einen vom mittleren
Kolbenschlitz gesteuerten überströmkanal mit dem jeweils dem anderen Vorverdichterraum benachbarten Brennraum
verbunden und lädt diesen Brennraum während der den Vorverdichterraum und diesen Brennraum kontraktierenden, d.h. verkleinernden
Kolbenbewegung. Die Auslaßventilanordnungen der mittleren Brennkammer sind als symmetrische, beiden Brennräumen
gemeinsame Auspuffschlitze ausgebildet. Vorteil dieser
Ausführungsform ist, daß die Drehschieber-Ventilanordnung
ausschließlich das Einlaßventil des Vorverdichterraums und gegebenenfalls das vorverdxchterraumsextige Ende des
Überströmkanals steuert, die Drehschieber der Anordnung also thermisch nur wenig belastet werden. Die Kraftstoffzufuhr
erfolgt bevorzugt durch Einspritzen in die Überströmkanäle .
Bei einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform ist die
Brennkraftmaschine als Viertakt-Brennkraftmaschine ausgebildet. Sie umfaßt zwei miteinander gekuppelte Drehschieber
zwischen jedem Vorverdichterraum und dem benachbarten Brennraum, die einen sowohl zum Vorverdichterraum als auch zum
Brennraum sperrbaren Überströmkanal zwischen sich einschließen. Das Einlaßventil des Vorverdichterraums und das
Auslaßventil des Brennraums münden in Ansaug- bzw. Auspuffkanäle zwischen den Drehschiebern. Zumindest der vorverdxchterraumsextige
Drehschieber rotiert mit einer Drehzahl
gleich einem ganzzahligen, geraden Teil der Hubfrequenz der Kolben. Zweckmäßigerweise rotiert der Drehschieber eine
volle Umdrehung für jeweils zwei Hübe der Kolben. Sowohl bei der Viertakt-Brennkraftmaschine als auch der letztgenannten
Brennkraftmaschine kann ein Teil des Verdichtertakts der Vorverdichterräume unabhängig von der Beschickung
der Brennräume zur Drucklufterzeugung ausgenutzt werden, wenn während der Verdichtungsphase die Einlaßventile geöffnet
oder zusätzliche Auslaßventile an den Vorverdichterräumen vorgesehen sind. Die Druckluft kann zum Betrieb von
Hilfsaggregaten der Brennkraftmaschine oder eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs oder dergleichen
ausgenutzt werden. Bevorzugt wird die Druckluft in das Auspuffsystem zur Nachverbrennung der Auspuffgase und Minderung
der Schadstoffemission eingeleitet werden.
Ähnliche Vorteile erreicht man, wenn die äußeren Kolben die äußeren Zylinderkammern jeweils in zwei Räume unterteilen
und wenigstens der den Brennräumen abgewandte Raum wenigstens einer der beiden äußeren Zylinderkammern mit einer Einlaßventi!einrichtung
und einer Auslaßventileinrichtung versehen ist, so daß er als Saug- oder Druckpumpe ausgenutzt
werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Kolbenstange
der drei Kolben für die zentrale Schmierung des Kolben-Lagersystems ausgenutzt. Die Kolbenstange ist hierzu axial
durchbohrt und ist in den Kolben über radiale Bohrungen mit dem Kolbenmantel verbunden. Ähnliche radiale Bohrungen
münden bevorzugt in den Lagerbereichen zwischen den Zylinderkammern.
Die Hubbewegung der Kolbenstange kann mittels herkömmlicher Pleuel sowie eine Kurbelwelle in eine Drehbewegung umgesetzt
werden. Bevorzugt werden auch Getriebeformen, bei
welchen die Getriebeabtriebswelle mit einem ersten Getriebeteil gekuppelt ist, welches in einem brennkraftmaschinenfesten
Gehäuse drehbar gelagert ist. In dem Gehäuse ist ferner gleichachsig zu dem ersten Getriebeteil drehbar ein
zweites, linear verschiebbares Getriebeteil gelagert, welches einerseits mit der Kolbenstange und andererseits drehfest
aber in Richtung der Drehachse des ersten Getriebe-
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teils verschiebbar mit diesem gekuppelt ist. Zur Umsetzung der linearen Verschiebung in eine Drehbewegung ist ein
Kurvengetriebe vorgesehen, dessen die Drehachse des ersten Getriebeteils umschließende Kurvenbahn am Gehäuse angeordnet
ist und in Richtung der Drehachse ansteigende und abfallende Schubflächen hat. Ein bezüglich der Drehachse des zweiten
Getriebeteils drehfest mit diesen verbundener Kurvenfolger steuert abhängig von den Schubflächen die Drehbewegung. Bei
einem solchen im Prinzip aus der DE-PS 736 050 bekannten Kurvengetriebe ist bevorzugt vorgesehen, daß die Neigung der
ansteigenden und abfallenden Schubflächen änderbar ist. Ein solches Getriebe bildet ein Schaltgetriebe, wie es beispiels
weise in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann. Auch beschränkt sich der Verwendungsbereich eines solchen Getriebes
nicht auf Brennkraftmaschinen der vorstehenden Art.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform eines derartigen Getriebes
sind an dem Gehäuse mehrere Sätze unterschiedlich geneigter, ansteigender und abfallender Schubflächen vorgesehen.
Zumindest einer der Übergänge zwischen ansteigenden und abfallenden Schubflächen jedes Satzes verläuft tangential
zu einem der Schubflächenübergänge eines anderen Satzes, wobei an diesen Übergängen eine steuerbare Weiche vorgesehen
ist, die den Übertritt des Kurvenfolgers von den
Schubflächen des einen Satzes auf die Schubflächen des anderen Satzes erlaubt. Alternativ kann die gesamte Form der
Schubflachen variabel sein. Bei einer Ausführungsform dieser
Art können in dem Gehäuse eine Vielzahl radial verschiebbarer Führungselemente gelagert sein, die über selektive
Antriebseinrichtungen, beispielsweise elektromagnetischer Art, in den Weg des Kurvenfolgers schiebbar sind oder
aus ihm entfernbar sind. Das schaltbare Kurvengetriebe ist bei Anwendungen in Kraftfahrzeugen bevorzugt mit einem
hydraulischen Drehmomentwandler gekuppelt.
Die Führung des Kurvenfolgers an dem Gehäuse läßt sich auf
vielerlei Weise erreichen, beispielsweise können an dem Kurvenfolger Gleitstücke vorgesehen sein, die in eine Nut
des Gehäuse eintauchen oder aber mit seitlichen Wangen an einer radial vorstehenden Schiene geführt sind. Geeignet
sind Spurräder, gegebenenfalls Spurräder, deren Achsen im Winkel zueinander verlaufen oder auch mit dem Kurvenfolger
umlaufende Kugeln, die in Spurrillen des Gehäuses laufen.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der vorstehend erläuterten Brennkraftmaschine sind Wärmepumpen,insbesondere dann, wenn
die äußeren Kolben die äußeren Zylinderkammern in zwei Verdichterräume unterteilen. Die den Brennräumen abgewandten
äußeren Räume lassen sich als Kompressoren ausnutzen.
Die Brennkraftmaschine wurde vorstehend anhand einer lediglich zwei Brennräume umfassenden Einheit erläutert. Es können
mehrere Sätze dieser Einheiten zu einer mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine vereinigt werden, wobei die Kolbenstangen der Einheiten entweder auf eine gemeinsame Kurbelwelle
arbeiten oder, sofern Kurvengetriebe der vorstehend erläuterten Art benutzt werden, über ein an die Abtriebswellen
der Kurvengetriebe angeschlossenes Zahnradgetriebe miteinander
gekuppelt sind.
Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Zweitakt-Brennkraftmaschine
;
Fig. 2 ein Steuerdiagramm der Brennkraftmaschine nach Fig. 1;
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Zweitakt-Brennkraftmaschine;
Fig. 4 ein Steuerdiagramm der Brennkraftmaschine nach Fig. 3;
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch eine Viertakt-Brennkraftmaschine
;
Fig. 6 ein Steuerdiagramm der Brennkraftmaschine nach
Fig. 5;
Fig. 7 einen schematischen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines bei den Brennkraftmaschinen
der Fig. 1, 3 und 5 verwendbaren Kurvengetriebes;
Fig. 8 die schematische Abwicklung des Schubflächenverlaufs
des Getriebes gemäß der Fig. 7 bei Ausbildung als Schaltgetriebe;
Fig. 9 eine Variante des Schaltgetriebes der Fig. 7 und Fig. 10 die schematische,perspektivische Darstellung einer
Getriebe-Kupplungseinheit bei Verwendung der Brennkraftmaschinen der Fig. 1, 3 und 5 und des Getriebes
der Fig. 7 in einem Kraftfahrzeug.
Die in Fig. 1 dargestellte Zweitakt-Brennkraftmaschine
umfaßt ein Zylindergehäuse 1 mit drei gleichachsig zueinander angeordneten Zylinderkammern 3, 5 und 7, in welchen
jeweils ein Kolben 9, 11 bzw. 13 abgedichtet angeordnet und gleichachsig verschiebbar ist. Die Kolben 9, 11 und
sind über eine für den Abtrieb der Brennkraftmaschine zugängliche Kolbenstange 15 axial fest miteinander verbunden.
Der mittlere Kolben 11 teilt die mittlere Zylinderkammer
5 in zwei Brennräume. Die beiden äußeren Kolben 9, 13 unterteilen ihre Zylinderkammern 3 bzw. 7 in einen Pumpraum
21 bzw. 23 auf der den Brennräumen 17, 19 in Verschieberichtung abgewandten Seite der äußeren Kolben 9,
13 und einen Vorverdichterraum 25 bzw. 27 auf der den
Brennräumen 17, 19 benachbarten Seite.
Axial zwischen den Vorverdichterräumen 25 bzw. 27 einerseits und den benachbarten Brennräumen 17 bzw. 19 andererseits
sind Drehschieberventilanordnungen 29 bzw. 31 vorgesehen, die einen Einlaßkanal 33 bzw. 35 der Vorverdichterräurae
25, 27 sowie jeweils einen Überströmkanal 37 bzw. 39 steuern. Die Drehschieberventilanordnungen 29, 31
umfassen jeweils zwei Drehschieber 41, 43 bzw. 45, 47, die
entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Steuerdiagramm mit
kreissegmentförmig die Drehachse umschließenden Ventilschlitzen
versehen sind. Die Ventilschlitze fluchten mit den Mündungen der Kanäle und schließen bzw. öffnen die Kanäle
synchron zur Kolbenbewegung. Die Ventilschieber 41 und 4 3 sind hierzu miteinander gekuppelt und werden über ein Ritzel
49 angetrieben. Ein Ritzel 51 treibt die Drehschieber 45, an. Die Drehschieber 41 und 45 steuern über ihre bei 53 bzw.
55 angedeuteten Einlaßschlitze die Einlaßkanäle 33, 35 und
über ihre überströmschlitze 57, 59 die den Brennräumen 17, 19 abgewandten Enden der Überströmkanäle 37, 39. Die Drehschieber
43, 47 sind mit den Drehschiebern 41, 45 fest verbunden und steuern über ihre überströmschlitze 61, 63 die
brennraumseitigen Enden der Überströmkanäle 37, 39. Zwischenwände 65, 67 des Zylindergehäuses 1 decken die Drehschieber
43, 47 zu den Brennräumen 17, 19 hin ab.
Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird über Vergaser 69, 71 und die
Einlaßkanäle 33, 35 in die Vorverdichterräume 25, 27 eingebracht.
Die Vorverdichterräume 25, 27 haben jeweils ein grösseres maximales Volumen als die benachbarten Brennräume 17,
19. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in den Vorverdichterräumen
25, 27 wechselweise verdichtet und nach öffnen der Überströmkanäle 37, 39 wechselweise in die Brennräume 17,
überführt. Zündkerzen 73, 75 jedes der Brennräume 17, 19 zünden die eingeführte Ladung. Die Auspuffgase werden über
wenigstens einen symmetrisch in der mittleren Zylinderkammer 5 angeordneten, vom mittleren Kolben 11 gesteuerten und beiden
Brennräumen 17, 19 gemeinsamen Auspuffschlitz 77 abgegeben.
Die Brennräume 17, 19 werden hierbei wechselweise geladen und gezündet.
Die Vorverdichterräume 25, 27 sind so gestaltet, daß jeder
der äußeren Kolben 9, 13 in seiner brennraumnahen Stellung
einen durch eine gestrichelte Linie markierten Totraum 79 bzw. 81 einschließt, der auch bei geschlossenem Einlaßventil
und Überströmventil die eingebrachte Kraftstoff-Luft-Ladung
ohne Selbstzündung des Gemisches aufnehmen kann. Bei einer Steuerung entsprechend dem Steuerdiagramm der Fig. 2 wird
die Ladung während der Expansionsphase der Vorverdichterräume 25, 27 in diese eingebracht und verbleibt in den Vorverdichterräumen
während der gesamten nachfolgenden Kontrak tionsphase sowie eines leils der nächsten Expansionsphase.
Das Gemisch wird hierdurch komprimiert und nachfolgend wieder dekomprimiert, was die Gleichmäßigkeit der Mischung ver
bessert.
In dem Steuerdiagramm der Fig. 2 sowie den nachfolgend noch
erläuterten Steuerdiagrammen der Fig. 4 und 6 bedeutet der Zusatz "BR" eine Brennraumphase und der Zusatz "VR" eine
Phase des Vorverdichterraums. Mit E ist das Einlaßventil bezeichnet und mit A das Auslaßventil. Ü bezeichnet das
Überströmventil. Der Index ö bezeichnet den Öffnungszeitpunkt des Ventils und der Index s den SchließZeitpunkt.
Gemäß Fig. 2 wird der Vorverdichterraum während der Expansionsphase
des Vorverdichterraums nach dem öffnen des Einlaßventils mit Gemisch geladen. Das Einlaßventil schließt
gegen Ende der Expansionsphase des Vorverdichterraums und bleibt zusammen mit dem Überströmventil während der nachfolgenden
Kontraktionsphase des Vorverdichterraums sowie eines Teils seiner nächsten Expansionsphase geschlossen.
Das Gemisch wird hierbei komprimiert und wieder entspannt, wodurch es gemischt wird. Nach dem Öffnen des Überströmkanals
während der Expansionsphase des Vorverdichterraums strömt das Gemisch aufgrund des größeren Volumens des Vorverdichterraums
in den bereits kontraktierenden Brennraum.
Nach Überströmschluß wird das Gemisch in dem Brennraum bis zum Ende der Kontraktionsphase des Brennraums verdichtet
und dann gezündet. Es folgt die Arbeitsphase des Brennraums bis zum Öffnen des Auslaßventils. Der Auslaßschluß
und das öffnen des Überströmkanals können sich zur Verbes-
-M-
serung der Spülung des Brennraums überschneiden.
Die Kolbenstange 15 enthält einen axialen Kanal 83. der am
abtriebs fernen Ende der Kolbenstange 15 in einer ölzufuhrkaimer
85 mündet. Der Kanal 83 ist über radiale Bohrungen 87 der Kolben 9, 11 und 13 mit deren an den Wänden der Zylinderkammern
3, 5, 7 gleitenden Mantel verbunden. Ähnliche radiale Bohrungen 89 verbinden den Kanal 83 mit den in
den Drehschiebern oder den Zwischenwänden des Zylindergehäuses 1 gleitenden Mantelflächen der Kolbenstange 15. Die
Ölzufuhrkammer 85 ist an eine ölpumpe angeschlossen oder
enthält die Ölpumpe, so daß die Kolbenstange 15 und die
Kolben 9, 11, 13 über die Kanäle 83, 87 und 89 geschmiert werden.
Die Pumpräume 21, 23 sind mit Einlaßventilen 91, 93 und Auslaßventilen 95, 97 versehen, die entsprechend der Hubbewegung
der Kolben 9, 13 öffnen und schließen. Die Pumpräume 21, 23 können für eine Vielzahl Nebenaufgaben ausgenutzt
werden. In einem Kraftfahrzeug kann Unterdruck für Servoeinrichtungen erzeugt werden, überdruck kann zur Minderung
der Abgasemission ausgenutzt werden, indem die Auslaßventile 95, 97 an das Auspuffsystem 99 angeschlossen
werden und Druckluft zur Nachverbrennung der Abgase in das Auspuffsystem eingebracht wird. Bei Wärmepumpenanwendungen
können die Druckräume 21, 23 als Kompressoren ausgebildet sein. Anstelle der Vergaser 69, 71 können Kraftstoffeinspritzeinrichtungen
vorgesehen sein, die den Kraftstoff in die Einlaßkanäle 33, 35 oder direkt in die Vorverdichterräume
25, 27 einspritzen. ;,
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Zweitakt-Brennkraftmaschine,
die sich von der Brennkraftmaschine der Fig. 1 im wesentlichen nur durch die Art der Überströmkanäle
und das daraus resultierende Steuerdiagramm unterscheidet. Darüberhinaus sind die Vorverdichterräume so be-
messen, daß sie im wesentlichen kein Totvolumen haben. Zur Erläuterung der Brennkraftmaschine der Fig. 3 wird auf die
Beschreibung der Fig. 1 Bezug genommen, wobei gleichwirkende Teile mit um die Zahl 100 erhöhten Bezugszahlen bezeichnet
sind. Insbesondere entsprechen die Komponenten 1 bis 41, 45, 49 bis 59, 73 bis 77 und 83 bis 99 den Komponenten 101 bis
141, 145, 149 bis 159, 173 bis 177 und 183 bis 199.
Wie bereits erwähnt sind die Vorverdichterräume 125, 127 so bemessen, daß sie ein möglichst geringes Totvolumen haben.
Die Vorverdichterräume 125, 127 werden über die Einlaßkanäle 133, 135 ausschließlich mit Luft geladen; der Kraftstoff wird
über Einspritzdüsen 201, 203 in die Überströmkanäle 137, 139 eingespritzt. Die Drehschieber-Ventilanordnungen 129, 131 umfassen
lediglich den vorverdichterraumsextigen Drehschieber 141 bzw. 145, welcher außer dem Einlaßkanal 133 bzw. 135 lediglich
das vorverdichterraumseitige Ende des Überströmkanals 137 bzw. 139 steuert. Die brennraumseitigen Enden der Überströmkanäle
137, 139 münden nicht in den der Drehschieber-Ventilanordnung benachbarten Brennraum, sondern den jeweils
anderen Brennraum in einem von dem mittleren Kolben 111 gesteuerten
Einlaßschlitz 205 bzw. 207. In Fig. 3 verbindet der Überströmkanal 137 den Vorverdichterraum 125 mit dem
Brennraum 119 und der überströmkanal 139 den Vorverdichterraum 127 mit dem Brennraum 117. Die Drehschieber 141, 145
werden wiederum über Ritzel 149, 151 synchron zur Kolbenhubbewegung angetrieben. Aufgrund der Schlitzsteuerung des
brennraumseitigen Endes der Überströmkanäle 137, 139 ist der das vorverdichterraumseitige Ende der Überströmkanäle
steuernde Drehschieber 141 bzw. 145 thermisch entlastet.
Die Drehschieber 141, 145 haben zusätzliche Auslaßöffnungen
209 bzw. 211, die aus den Vorverdichterräumen 125, 127 herausführende Auslaßkanäle 213 bzw. 215 steuern. Die Auslaßkanäle
213, 215 erlauben eine zeitweise Belüftung der
Vorverdichterräume 125, 127 insbesondere während des Kontraktionshubs der Vorverdichterräume und damit die
Erzeugung von Druckluft, die, wie in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist, in das gemeinsame Auspuffsystem 199 zur
Nachverbrennung von Auspuffgasen und damit Minderung der Schadstoffemission einleitbar ist. Die Druckluft kann
alternativ zu anderen Zwecken eingesetzt werden. Zusätzlich kann auch Druckluft aus den Pumpräumen 121, 123 zugeführt
werden.
Fig. 4 zeigt das Steuerdiagramm der Brennkraftmaschine nach Fig. 3. Die Einlaßkanäle 133, 135 werden wechselweise
jeweils bei Beginn des Expansionshubs der Vorverdichterräume 125, 127 zum Laden der Vorverdichterräume mit Frischluft
geöffnet. Die Überströmkanäle 137, 139 öffnen während
des Kontraktionshubs der Vorverdichterräume 125, 127 überschneidend mit dem Auslaßschluß A, der Brennräume 117, 119.
Die Brennräume werden damit zunächst gespült und nachfolgend nach dem Auslaßschluß der Brennräume mit Gemisch geladen.
Nach dem Überströmschluß Ü werden die Auslaßven-
tile 209, 211 der Vorverdichterräume 125, 127 während des
Kontraktionshubs der Vorverdichterräume geöffnet (A ..) und die Vorverdichterräume belüftet. Die Auslaßventile 209, 211
schließen mit dem öffnen der Einlaßventile 153, 155. Sofern die beim Belüften verfügbare Druckluft nicht benötigt wird,
können die Auslaßventile 209, 211 entfallen. Gegebenenfalls kann die Belüftung über die Einlaßventile 153, 155 erfolgen.
Der Öffnungszeitpunkt der Einlaßventile kann auch auf einen späteren Zeitpunkt der Expansionsphase der Vorverdichterräume
verlegt sein.
Die Brennräume 117, 119 werden während der Öffnungszeit
der Überströmkanäle 137, 139 während des Kontraktionshubs der Brennräume gespült und geladen, wobei der Spülvorgang
gegebenenfalls entfallen kann. An den Überströmschluß ü anschließend folgt die Verdichtungsphase und daran an-
schließend während der Expansionsphase der Brennräume deren Arbeitsphase, die mit dem öffnen A, .. der Auspuff schlitze
177 endet. In dem Steuerdiagramm sind der Öffnungszeitpunkt und der Schließzeitpunkt der Auslaßventile 209, 211 mit A ..
und A bezeichnet und der Öffnungszeitpunkt bzw. Schließzeitpunkt
der Auspuff schlitze 177 mit A, .. bzw. A, bezeichnet.
Fig. 5 zeigt eine Viertakt-Brennkraftmaschine, die sich von
der Brennkraftmaschine der Fig. 1 im wesentlichen nur durch die Gestaltung ihrer Auspuffventilanordnung und das dadurch
ermöglichte Viertakt-Steuerdiagramm unterscheidet. Zur Erläuterung der prinzipiellen Konstruktion der Brennkraftmaschine
wird auf die Beschreibung der Fig. 1 Bezug genommen, wobei gleichwirkende Komponenten in Fig. 5 mit um die Zahl
300 erhöhten Bezugszahlen bezeichnet sind.
Die Drehschieber-Ventilanordnungen 329, 331 steuern, anders
als bei der Brennkraftmaschine der Fig. 1 nicht nur den Einlaß- und Überströmvorgang, sondern auch den Auspuffvorgang
der Brennräume 317, 319. Zwischen den Drehschiebern 341, 343 mündet ein zum Brennraum 317 führender Auspuffkanal
401, der durch einen krexssegmentförmigen Ventilschlitz
403 des brennraumseitigen Drehschiebers 343 entsprechend dem Steuerdiagramm der Fig. 6 gesteuert wird. Analog dazu mündet
zwischen den Drehschiebern 345, 347 ein im Brennraum 319 mündender Auspuffkanal 405, der von einer Ventilöffnung
407 des brennraumseitigen Drehschiebers 347 gesteuert wird.
Entsprechend dem Viertaktzyklus werden die Brennräume 317, 319 lediglich bei jedem zweiten Hub der Kolben 309, 311,
mit Gemisch geladen. Die Vorverdichterräume 325, 327 werden zweckmäßigerweise so gesteuert, daß sie bei jedem Hub mit
Frischluft geladen werden. Da lediglich die Ladung jedes zweiten Hubs zum Laden der Brennräume 317, 319 benötigt
wird, steht die Ladung des jeweils anderen Hubs für sonstige Maßnahmen zur Verfügung. In Fig. 5 sind die vorverdichterraum-
λ
rr
-AU
seitigen Drehschieber 341, 345 mit zusätzlichen Auslaß-Ventilöffnungen
409 bzw. 411 versehen, die die Vorverdichterräume 325, 323 mit den Auspuffkanälen 401, 405 verbinden
können. Jede zweite Ladung der Vorverdichterräume 325, 327 wird auf diese Weise zur Nachverbrennung der Abgase
und Minderung der Schadstoffemission in das den Auspuffkanälen
401, 405 gemeinsame Auspuffsystem 399 eingeführt.
Ähnlich den vorstehend erläuterten Ausführungsformen
kann das Auspuffsystem 399 auch an die Pumpräume 321,
323 angeschlossen sein. Die Auslaß-VentHoffnungen 409,
411 können entfallen, wenn statt dessen die Einlaßkanäle 333, 335 während jedes zweiten Kontraktionshubs der Vorverdichterräume
325, 327 geöffnet werden.
Der Kraftstoff wird vorzugsweise über Einspritzdüsen 413,
415 in die Überströmkanäle 337, 339 eingespritzt. Die Kraftstoffzufuhr kann gegebenenfalls auch über die Einlaßkanäle
33 3, 335 oder direkt in die Vorverdichterräume 325, 327 erfolgen, wobei ebenfalls eingespritzt werden kann
oder aber Vergaser an die Einlaßkanäle 333, 335 angeschlossen sein können. Bei Zuführung des Gemischs über die Vorverdichterräume
haben diese zweckmäßigerweise ein Totvolumen entsprechend den Totvolumina 79, 81 der Brennkraftmaschine
der Fig. 1. In diesem Fall entfallen die Auslaß-Ventilöffnungen 409, 411,und die Vorverdichterräume 325,
327 bleiben während eines vollständigen Hubs der Kolben zur Mischung der Ladung geschlossen.
Fig. 6 zeigt das Steuerdiagramm der Brennkraftmaschine nach Fig. 5. Ein vollständiger Zyklus besteht aus zwei Hüben
der Kolben 309, 311 und 313. Die Einlaßkanäle 333, 335
werden während jedes Expansionshubs der Vorverdichterräume 325, 327 wechselweise geöffnet. Mit E... und E..- sind die
öffnungszeitpunkte in aufeinanderfolgenden Hüben bezeichnet;
E . und E 2 bezeichnen ein Einlaßschluß jedes Hubs. Der
Uberströmvorgang, bei welchem die Überströmkanäle 337, 339
geöffnet sind, beginnt während jedes zweiten Hubs bei ü..; der Überströmschluß ist mit ö bezeichnet. Die Auspuffphase
der Brennräume 317, 319 beginnt während der Kontraktionsphase
der Brennräume bei A, .. und endet bei A, während jedes zweiten Kolbenhubs. Es folgen entsprechend dem üblichen
Viertaktschema während zweier aufeinanderfolgender Hübe die Phasen Brennraumladen, Verdichten, Arbeiten und Auspuff
aufeinander. Bei den Vorverdichterräumen 325, 327 wird während jedes Hubs geladen und verdichtet. In Fig. 6 ist
mit A .. das öffnen der Auslaß-Ventilöffnungen 409 bzw. 411
bezeichnet. A kennzeichnet den Auslaßschluß der Vorvervs
dichterräume 325, 327. Bei geöffneten Auslaß-VentilÖffnungen
409, 411 wird die verdichtete Ladung der Vorverdichterräume 325, 327 in das Auspuffsystem 399 hinein entlüftet.
Werden die Vorverdichterräume 325, 327 zum Mischen des Kraftstoff-Luft-Gemisches ausgenutzt, so bleiben die Einlaßkanäle
333, 335 während jeden zweiten Hubs geschlossen, ebenso wie die Auslaß-Ventilöffnungen 409, 411, die damit
entfallen können.
Die vorstehend erläuterten Brennkraftmaschinen können über Pleuel auf eine Kurbelwelle arbeiten. Hierbei können auch
mehrere der anhand der Fig. 1,3 und 5 erläuterten Einheiten zu einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine vereinigt
sein. In bevorzugten Ausführungsformen werden die Brennkraftmaschinen
der Fig. 1, 3 und 5 jedoch in Verbindung mit einem Kurvenfolgergetriebe gemäß Fig. 7 betrieben. Das
Kurvenfolgergetriebe hatte eine linear verschiebbare Eingangswelle 501, die über eine Drehkupplung mit der Kolbenstange
15 bzw. 115 oder 315 der Brennkraftmaschine gekuppelt ist. Die Drehkupplung kann entfallen, wenn eine
Rotation der Kolben der Brennkraftmaschine zugelassen wird. Darüberhinaus kann die Drehbewegung der Eingangswelle 501
zur Steuerung der Drehschieber-Ventilanordnungen 29, 31 bzw. 129, 131 oder 329, 331 ausgenutzt werden. Das Kurvenfolgergetriebe
setzt die lineare Hubbewegung der Eingangs-
welle 501 in eine kontinuierliche Rotationsbewegung einer Abtriebswelle 503 um. Die Abtriebswelle 503 ist drehbar in
einem Gehäuse 505 des Getriebes gelagert und trägt drehfest ein Ritzel 509. Das Ritzel 509 kämmt mit einem Zahnrad 511,
welches axial beiderseits an Kugellagern 513 um eine Drehachse 515 der Eingangswelle 501 in dem Gehäuse 505 gelagert
ist. Die Eingangswelle 501 trägt in axialer Fortsetzung eine langgestreckte Stange 517 mit dreieckförmigem Querschnitt
und ebenflächigen Polygonflächen, die eine zentrische öffnung
521 des Zahnrads 511 durchsetzt. Wälzkörper 523 eines
Linearwälzlagers führen die Stange 517 drehfest, aber axial verschiebbar in dem Zahnrad 511. Die Wälzkörper 523 sind
hierzu exzentrisch zur Längssymmetrieebene jeder Polygonfläche der Stange 517 angeordnet, um die Drehmomentübertragung
sicherzustellen. Bei dem Linearwälzlager kann es sich um ein Wälzlager nach Art einer Kugelbüchse mit endlosen
Wälzkörperreihen handeln. Die Wälzkörper 523 können aber auch als achsgelagerte Rollen oder dergleichen ausgebildet
sein.
Die Stange 517 ist mit einem Kurvenfolger 525 eines Kurvengetriebes
527 drehfest verbunden. Der Kurvenfolger 525 verfolgt kraftschlüssig eine am Innenmantel eines hohlzylindrischen
Gehäuseteils 529 als Nut vorgesehene Kurvenbahn 531. Die Kurvenbahn 531 umschließt gleichachsig die Drehachse
515 des Zahnrads 511 und damit die Drehachse der Stange 517 sowie des Kurvenfolgers 525. Wie am besten die Abwicklung
des Innenmantels des Gehäuseteils 529 in Fig. 8 zeigt, besteht die Kurvenbahn 531 aus in Umfangsrichtung abwechselnd
paarweise aufeinanderfolgenden, ansteigenden Schubflächenabschnitten
531 und abfallenden Schubflächenabschnitten 535. Die Anzahl der Schubflachenabschnittspaare bestimmt die Zahl
der Hin- und Herbewegungen des Kurvenfolgers 525 und damit der Stange 517 pro Umdrehung des Zahnrads 511. Die ansteigenden
Schubflächenabschnitte 533 und die abfallenden Schub-
flächenabschnitte 535 weisen in Richtung der Drehachse 515 gegeneinander, so daß sowohl die Hinbewegung als auch die
Herbewegung des Kurvenfolgers 525 kraftschlüssig erfolgt. Die Kurvenbahn 531 kann beispielsweise Sinoidenform haben.
Der Kurvenfolger 25 weist zwei diametral gegenüberliegende Folgerarme 537 auf, die an ihren radial äußeren Enden um
radiale Drehachsen drehbare, in die Kurvenbahn 531 eingreifende Rollen 539 tragen.
Anstelle der in Nuten eingreifenden Rollen 539 kann die Kurvenbahn-Kurvenfolger-Konfiguration auch anders gestaltet
sein. Anstelle rechteckförmiger Nuten können keilförmige Nuten vorgesehen sein, an deren Keilflächen Räderpaare der
Kurvenfolgerarme mit zueinander im Winkel angestellten Drehachsen abrollen. Die Nuten können Bogenquerschnitt
haben, an welchen in Kugelhaltern gefaßte Kugeln abrollen. Anstelle von Nuten können auch über die Wand des Gehäuses
vorstehende Schienen, Rippen oder dergleichen vorgesehen sein, an welchen mit Führungswangen versehene Gleiter geführt
sind oder Rollen bzw. Rollenpaare oder an Achsen gelagerte Räder abrollen. In Fig. 7 ist lediglich eine einzige
Kurvenbahn 531 mit zwei Schubflächenabschnittspaaren dargestellt. Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform eines
Getriebes, welches zusätzlich zu der strichpunktiert eingezeichneten Kurvenbahn 531 eine weitere Kurvenbahn 541 mit
einer abweichenden Zahl von Schubflächenabschnittspaaren umfaßt. Die Zahl der Schubflächenabschnittspaare der weiteren
Kurvenbahn 541 ist ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl der Schubflächenabschnittspaare der Kurvenbahn 531
multipliziert mit der Zahl der Folgerarme. In Fig. 8 umfaßt die Kurvenbahn 541 vier Schubflächenabschnittspaare.
Die Kurvenbahnen 531 und 541 haben gleiche axiale Höhe und verlaufen in einem Winkelabstand gleich dem Winkelabstand
der Kurvenfolgerarme 537 tangential zueinander in Umfangs-
richtung. An diesen durch Pfeile 54 3 bezeichneten, durch Axialkräfte nicht belasteten Stellen der Kurvenbahnen 531,
541 sind Weichen vorgesehen, die den übertritt der Kurvenfolgerarme
von der Kurvenbahn 531 zur Kurvenbahn 541 und umgekehrt ermöglichen. Ein Getriebe dieser Art bildet ein
Schaltgetriebe mit änderbarem übersetzungsverhältnis und ist insbesondere bei Verwendung der Brennkraftmaschine in
Kraftfahrzeugen vorteilhaft einsetzbar. Fig. 8 zeigt lediglich zwei derartige Kurvenbahnen; weitere Kurvenbahnen können
in analoger Weise vorgesehen sein.
Die Kurvenbahnen 531, 541 können, wie anhand der Fig. 7
erläutert, durch Nuten oder Rippen oder dergleichen ausgebildet sein und bis auf die Weichen eine feststehende, gehäusefeste
Kurvenbahnkonfiguration haben. Fig. 9 zeigt eine Alternative, bei welcher in der den Kurvenfolger 525 umschließenden
Wand des Gehäuses 505 eine Vielzahl Zapfen radial zur Drehachse 515 verschiebbar angeordnet sind. Die
Zapfen 545 sind selektiv über nicht näher dargestellte Antriebsorgane, beispielsweise elektromagnetischer Art, in den
Weg des Kurvenfolgers 525 schiebbar, wobei den Kurvenbahnen 531 oder 541 entsprechende Führungswege ausgespart werden.
Ein Getriebe dieser Art erlaubt insbesondere bei einem Kurvenfolger mit lediglich einem einzigen Folgerarm eine im
wesentlichen stufenlose Änderung des Übersetzungsverhältnisses .
Fig. 10 zeigt schematisch die Kupplung eines Kurvenfolgergetriebes
547 ähnlich dem Getriebe 527 der Fig. 7 bis 9 mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler 549, dessen Pumpradseite
551 die Funktion des Zahnrads 511 in Fig. 7 übernimmt und zugleich einen Zahnkranz für den Eingriff eines
Ritzels 553 eines Anlassermotors 555 bildet. Das der Stange 517 entsprechende Teil 557 durchsetzt die hydrodynamische
Kupplung 549.
Claims (19)
- Patentansprüche :.J Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Satz von drei gleichachsig angeordneten, gegeneinander abgedichteten Zylinderkammern (3, 5, 7) und drei über eine gemeinsame Kolbenstange (15) miteinander verbundenen Kolben (9, 11, 13), von denen jeder in einer der Zylinderkammern (3, 5, 7) abgedichtet verschiebbar ist, wobei der mittlere Kolben (11) die mittlere Zylinderkammer (5) in ein Paar innerer Räume (17, 19) unterteilt und die beiden äußeren Kolben (9, 13) in den äußeren Zylinderkammern (3, 7) ein Paar äußerer Räume (25, 27) begrenzen, wobei eines der Räumepaare (17, 19) zwei Brennräume und das andere Räumepaar (25, 27) zwei Vorverdichterräume bildet, wobei das maximale Volumen der Vorverdichterräume (25, 27) größer ist als das maximale Volumen der Brennräume (17, 19) und jeder der Vorverdichterräume (25, 27) mit einem der Brennräume (17, 19) über eine Überström-Ventilanordnung (37, 57 bzw. 39, 59) verbunden ist und wobeijeder der Vorverdichterräume (25, 27) eine Einlaßventilanordnung (33, 53 bzw. 35, 55) aufweist und den Brennräumen (17, 19) eine Auslaßventilanordnung (77; 401, 409 bzw. 405, 407) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet , daß die beiden inneren Räume (17, 19) die Brennräume und die beiden äußeren Räume (25, 27) die Vorverdichterräume bilden und daß
in Verschieberichtung der Kolben (9, 11, 13) zwischen der mittleren Zylinderkammer (5) und jeder der beiden äußeren Zylinderkammern (3, 7) jeweils eine Drehschieber-Ventilvorrichtung (29, 31) angeordnet ist, welche das Einlaßventil (33, 53 bzw. 35, 55) und/oder das Überströmventil (37, 57 bzw. 39, 59) des benachbarten Vorverdichterraums (25, 27) und/oder das Auslaßventil (401, 409 bzw. 405,
4 07) des benachbarten Brennraums (17, 19) bildet. - 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Brennkraftmaschine als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildet ist und daß jeder Vorverdichterraum (125, 127)
über einen vom mittleren Kolben (105) schlitzgesteuerten überströmkanal (137, 139) mit dem jeweils dem anderen
Vorverdichterraum (127 bzw. 125) benachbarten Brennraum
(119 bzw. 117) verbunden ist und diesen Brennraum (119
bzw. 117) während der den Vorverdichterraum (125, 127) und diesen Brennraum (119 bzw. 117) kontraktierenden Kolbenb ewe gung 1ädt. - 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Kraftstoff zufuhr in den Überströmkanälen (137, 139) oder
dem Brennraum erfolgt und daß die Drehschieberventilvorrichtungen (129, 131) zusätzliche Luft-Auslaßventile
(209, 213 bzw. 211, 215) aufweisen, die während der
den Vorverdichterraum (125, 127) kontraktierenden Kolben-bewegung nach dem Schließen des Überströmkanals (137, 139) öffnen. - 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet , daß die Luft-Auslaßventile (209, 213 bzw. 211, 215) und die Auslaßventi!anordnung (177) in eine gemeinsame Auspuffanordnung (199) münden.
- 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Vorverdichterräume (25, 27) mit Kraftstoff und Luft oder dem Gemisch hiervon beschickbar sind und ein die verdichtete Brennstoff-Luft-Ladung bei geschlossenem Einlaßventil (33, 53 bzw. 35, 55) und geschlossenem Überströmventil (37, 57 bzw. 39,59) ohne Selbstzündung aufnehmendes Totvolumen haben, daß die Vorverdichterräume (25, 27) über von den Überströmventilen (37, 57 bzw. 39, 59) gesteuerte Überströmkanäle (37, 39) mit dem jeweils benachbarten Brennraum (17, 19) verbunden sind und daß während der den Vorverdichterraum (25, 27) expandierenden Kolbenbewegung das dem Vorverdichterraum (25, 27) zugeordnete Überströmventil (37, 57 bzw. 39, 59) öffnet und wieder schließt und nachfolgend das Einlaßventil (33, 53 bzw. 35, 55) öffnet und wieder schließt.
- 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet , daß die Brennkraftmaschine als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildet ist.
- 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 bis 6,dadurch gekennzeichnet , daß die Drehschieber-Ventilvorrichtungen (29, 31) zugleich über-Strömventile (57, 59) bilden, die zumindest das dem Vorverdichterraum (25, 27) benachbarte Ende der Überströmkanäle (37, 39) steuern.
- 8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehschieber-Ventilvorrichtungen (29, 31; 329, 331) jeweils zwei miteinander gekuppelte Drehschieber (41-47; 341-347) umfassen, die zwischen sich einen sowohl zur äußeren Zylinderkammer (25, 27; 3 25, 327) als auch zum benachbarten Brennraum (17, 19; 317, 319) sperrbaren Überströmkanal (37, 39; 337, 339) umschließen und von denen einer das Einlaßventil (53, 55; 353, 355) der äußeren Zylinderkammer bildet.
- 9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der mittlere Kolben (11) einen oder mehrere, beiden Brennräumen (17, 19) gemeinsame Auspuffschlitze (77) steuert.
- 10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehschieber-Ventilvorrichtungen (329, 321) jeweils zwei miteinander gekuppelte Drehschieber (341-347) umfassen, von denen einer das Einlaßventil (353, 355) der äußeren Zylinderkammer (325, 327) und der andere das Auslaßventil (403, 407) des benachbarten Brennraums (317, 319) bildet.
- 11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Brennkraftmaschine als Viertakt-Brennkraftmaschine ausgebildet ist und daß die Drehschieber-Ventilvorrichtungen (329, 331) jeweils zwei miteinander gekuppelte Drehschieber (341-347) umfassen, die zwischen sich einen sowohl zur äußeren Zylinderkammer (325, 327)als auch zum benachbarten Brennraum (317, 319) sperrbaren überströmkanal (337, 339) einschließen und von denen der brennraumseitige Drehschieber (343, 347) das Auslaßventil (403, 407) des Brennraums (317, 319) und der zweite Drehschieber (341, 343) das Einlaßventil (353, 355) des Vorverdichterraums (325, 327) bildet und daß zumindest der zweite Drehschieber (341 , 343) mit einer Drehzahl von einer Umdrehung pro ganzzahligem, geraden Vielfachen der Kolbenhubrate antreibbar ist.
- 12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet , daß die Kraftstoff zufuhr in dem überströmkanal (337, 339) oder den Brennräumen erfolgt, daß die Einlaßventile (353, 355) während jeder die Vorverdichterräume (325, 327) expandierenden Kolbenbewegung öffnen und daß die zweiten Drehschieber (341 , 343) zusätzliche Luft-Auslaßventile (409, 411) aufweisen und die Überströmkanäle (337, 339) und die Luft-Auslaßventile (409, 411) während aufeinanderfolgender Kolbenhübe wechselweise öffnen.
- 13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet , daß die Luft-Auslaßventile (409, 411) und die Auslaßventile (403, 407) der Brennräume (317, 319) in eine gemeinsame Auspuffano rdnung (399) münden.
- 14. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (15) einen axialen Kanal (83) enthält, der über radiale Kanäle (39) in jedem der Kolben (9, 11, 13) an den Außenmänteln der Kolben (9, 11, 13) mündet und daß der axiale Kanal (83) an eine ölzufuhreinrichtung (85) angeschlossen ist.
- 15. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , daß die äußeren Kolben (9, 11) die äußeren Zylinderkammern (3,7) in zwei Räume (21, 25 bzw. 23, 27) unterteilen und daß der den Brennräumen (17, 19) abgewandte Raum (21, 27) wenigstens einer der beiden äußeren Zylinderkammern (3, 7) mit einer Einlaßventileinrichtung (91, 93) und einer Auslaßventileinrichtung (95, 97) versehen ist und als Saugpumpe oder als Druckpumpe arbeitet.
- 16. Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine zur Umsetzung der Hubbewegung ihrer Kolbenstange in eine Drehbewegung einer Abtriebswelle (515) ein Kurvengetriebe (527) umfaßt, in dessen mit den Zylindern (1) der Brennkraftmaschine fest verbundenen Gehäuse (505) ein mit der Abtriebswelle (503) gekuppeltes erstes Getriebeteil (511) um eine zur Kolbenverschieberichtung parallele Drehachse drehbar gelagert ist und gleichachsig zu dem ersten Getriebeteil (511) drehbar ein zweites linear verschiebbares Getriebeteil (501) gelagert ist, wobei das zweite Getriebeteil (501) mit der Kolbenstange (15) und drehfest aber in Richtung der Drehachse des ersten Getriebeteils (511) verschiebbar mit dem ersten Getriebeteil (511) gekuppelt ist und wobei das Kurvengetriebe (527) eine die Drehachse des ersten Getriebeteils (511) umschließende, am Gehäuse (505) angeordnete Kurvenbahn (531, 541) mit in Richtung der Drehachse (515) ansteigenden bzw. abfallenden Schubflächen (533, 535) und einen bezüglich der Drehachse des zweiten Getriebeteils (501) drehfest mit diesem verbundenen Kurvenfolger (525) aufweist und das erste Getriebeteil (511) bei der hin- und hergehenden Verschiebebewegung des zweiten Getriebeteils (501) mit gleichbleibender Drehrichtung rotierend antreibt, dadurch gekennzeichnet , daß dieNeigung der ansteigenden und abfallenden Schubflächen (533, 535) änderbar ist.
- 17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16,dadurch gekennzeichnet , daß an dem Gehäuse (505) mehrere Sätze unterschiedlich geneigter steigender und abfallender Schubflächen vorgesehen sind, daß zumindest einer der Übergänge zwischen ansteigenden und abfallenden Schubflächen jedes Satzes tangential zu einem der Schubflächenübergänge eines anderen Satzes verläuft und daß an diesem übergang eine steuerbare Weiche (543) vorgesehen ist, die den Übertritt des Kurvenfolgers (525) von den Schubflächen des einen Satzes auf die Schubflächen des anderen Satzes erlaubt.
- 18. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16,dadurch gekennzeichnet , daß die Kurvenbahnen (531, 541) durch eine Vielzahl radial verschiebbar in dem Gehäuse gelagerter Führungselemente (545) gebildet sind, die selektiv über Antriebseinrichtungen in den Weg des Kurvenfolgers (525) schiebbar oder von ihm entfernbar sind.
- 19. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß das Kurvengetriebe zwischen einem hydraulischen Drehmomentwandler (549) und die Brennkraftmaschine geschaltet ist.
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DE19843435356 DE3435356C2 (de) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | Brennkraftmaschine |
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DE (1) | DE3435356C2 (de) |
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DE3435356C2 (de) | 1996-05-02 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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