DE3713383A1

DE3713383A1 - Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE3713383A1
Application number: DE19873713383
Authority: DE
Inventors: Theo Goepel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-11-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine der Hubkolbenbauart.

Verbrennungskraftmaschinen der Hubkolbenbauart verfügen gewöhnlich über einen oder mehrere Zylinder. Die Zylinder können in Reihe (Reihenmotor), in V-Form (V-Motor), in Sternform, als Boxermotor (gegenüberliegende Zylinder) angeordnet sein. Die Zylinder der Motoren können senkrecht, liegend oder schräg angeordnet sein. Es kann sich um Otto- oder Dieselmotoren handeln.

Die hier betrachteten Brennkraftmaschinen können nach dem Viertakt- oder Zweitaktverfahren arbeiten.

Heutzutage sind die meisten Verbrennungskraftmaschinen Viertakter, meist Vierzylinderreihenmotoren. Bekanntlich kommen beim Viertkatverfahren auf zwei Um drehungen je ein Arbeitstakt, d.h. je ein Takt ist für Ansaugen, Verdichten, Arbeiten (Arbeitshub) und Aus schieben reserviert.

Beim Zweitaktverfahren dagegen kommt ein Arbeitstakt schon auf eine Umdrehung. Der Vorteil des Zweitaktver fahrens ist, daß auf Ventile verzichtet werden kann. Die Funktion wird von Auslaß- und Einlaßschlitzen über nommen. Aufgrund ihrer einfacheren Bauweise sind Zwei taktmotoren im allgemeinen robuster. Beim Zweitakter erfolgen das Ausschieben der verbrannten Gase sowie das Füllen der Zylinder mit frischer Luft oder mit Gemisch im unteren Teil des Zylinders über Einlaß- und Auslaß schlitze. Hierbei ist es (Zweitaktverfahren) im allgemeinen erforderlich, daß die Luft oder das Gemisch unter geringem Überdruck in den Zylinder gedrückt wird. Hierzu brauchen die Zweitakter ein Gebläse, dessen Funktion bei einfachen Zweitaktmotoren durch die Unterseite des Zylinders, d.h. den Kurbelkasten, übernommen wird.

Für die hier in Betracht gezogenen Verbrennungsmotoren kommt vor allen Dingen Benzin oder Dieselöl infrage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile des Viertakters zu nutzen, ohne auf die Vorteile des Zweitakters zu verzichten.

Überraschend einfach wird diese Aufgabe in völlig neu artiger Weise dadurch gelöst, daß nach dem Zweitakt verfahren arbeitende Zylinder sowie nach dem Viertakt verfahren arbeitende Zylinder auf die gleiche Kurbel welle wirken.

Vorzugsweise wird man je einem Viertaktzylinder einen Zweitaktzylinder zuordnen.

Viertaktverfahren und Zweitaktverfahren werden also in ein und der gleichen Motoreinheit verwirklicht.

Ein solcher Motor erbringt fast die gleiche Leistung wie ein im reinen Viertaktverfahren arbeitender Motor, der über mehr Zylinder verfügt.

Vorzugsweise wird erfindungsgemäß ein Dreizylinderreihenmotor konstruiert, von dem der erste Zylinder im Viertakt-, der zweite Zylinder im Zweitakt- und der dritte Zylinder wieder im Viertaktverfahren arbeitet. Ein solcher Dreizylinder motor würde fast die gleiche Leistung erbringen wie in Vierzylindermotor im Viertaktverfahren. Andererseits wäre (und dies gilt für die anderen Ausführungsbeispiele in analoger Weise) eine Einsparung erbracht, die einen vollen Zylinder, ein Kolben, eine Pleuelstange, eine Kröpfung der Kurbelwelle und einen Ventiltrieb für zwei Zylinder um faßt. Damit wäre die Kurbelwelle um 25% kürzer; weniger Drehschwingungen wären in Kauf zu nehmen.

Bei einem solchen kombinierten Motor können in einer gemeinsamen Auspuffanlage die Auspuffgase abgeführt werden. In einem solchen Fall hätten die Zweitaktzylinder ein gesondertes Gebläse. Die Unterseiten der Zweitaktzylinder könnten also in Druckausgleich mit der äußeren Atmosphäre stehen. Eine normale Druckumlaufschmierung mit Lager schalen und Ölsumpf wäre möglich.

Ein solcher Motor ist nicht auf bestimmte Baugrößen be schränkt, vom kleinsten Motor bis zum größten Schiffs motor sind solche Motoren zu realisieren.

Es wird darauf hingewiesen, daß es durchaus nicht not wendig ist, daß die Viertaktzylinder und die Zweitakt zylinder die gleichen Abmessungen haben.

Für die Maßnahme nach der Erfindung sind Motoren mit innerer Gemischbildung wie Dieselmotoren oder Glühkopf motoren am besten geeignet.

Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform wird ein Zwei zylinderreihenmotor ausgebildet, wobei der eine Zylinder ein Viertaktzylinder, der andere ein Zweitaktzylinder ist.

Nach einer anderen Ausführungsform kann es sich um ein Fünfzylinderreihenmotor handeln, wobei drei Zylinder Viertaktzylinder, zwei Zylinder Zweitaktzylinder sind.

Vorzugsweise ist die Motoreinheit als Boxermotor mit einer Reihe von Viertaktzylindern und einer Reihe gleicher An zahl von Zweitaktzylindern ausgebildet. Das gleiche gilt bei V-Motoren und bei Sternmotoren (abwechselnde Reihen von Zweitakt- und Viertaktzylindern).

Insbesondere bei der Ausbildung als V-Motor oder als Sternmotor ist der Zweitaktpleuel am Fuß des Viertakt pleuels angelenkt.

Die Erfindung wird nun anhand beispielsweiser Aus führungsformen näher erläutert, und zwar zeigt hierbei Fig. 1 einen Dreizylinderreihenmotor,

Fig. 2 einen Zweizylinderreihenmotor,

Fig. 3 zeigt Einzelheiten zu Fig. 1,

Fig. 4 eine liegenden Sternmotor und

Fig. 5 einen stehenden Sternmotor.

Die Erfindung ist auf diese Ausführungsformen selbst verständlich nicht begrenzt. Die verschiedenartigsten Kombination und Zuordnungen von Viertaktzylindern zu Zweitaktzylindern sind möglich.

Die Fig. 1 und 3 zeigen wie bei einem Dreizylinder reihenmotor der Zweitaktzylinder von zwei äußeren Viertaktzylindern (erkenntlich durch die angedeuteten Ventile) umgeben ist. Im vorliegenden Fall arbeiten alle drei Zylinder auf jeweils eine Kröpfung der gemeinsamen Kurbelwelle.

Ein solcher Motor erbringt fast die gleiche Leistung wie ein im Viertaktverfahren arbeitender Vierzylinder reihenmotor. Die Materialeinsparung (ein Zylinder ein Pleuel, ein Kolben eine Kurbelkröpfung sowie Ventiltrieb bzw. Nockenwelle für zwei Zylinder) wurde erwähnt.

Nach Fig. 2 ermöglicht ein Zweizylindermotor mit einem Viertaktzylinder und einem Zweitaktzylinder einen ruhigeren Motorlauf und erbringt Gewichtseinsparungen bei geringerer Abmessung.

Insbesondere bei V-Motoren oder Sternmotoren (Fig. 4 und 5) bietet sich die Anlenkung des Zweitaktkolbens am Pleuelfuß des Viertaktzylinders an (schräge Anlenkung).

Nach Fig. 4 ist an den liegenden Viertaktzylinder jeweils am Pleuelfuß schräg ein Zweitaktzylinder ange lenkt. Solche liegenden Viertaktzylinder wurden früher in der Landwirtschaft eingesetzt.

Nach Fig. 5 ist an den Pleuelfuß eines stehenden Vier taktzylinders jeweils ein Zweitaktzylinder angelenkt.

Die Reihe der Beispiele ließe sich beliebig fortsetzen. Bei unter einem Winkel zueinander angeordneten Zylindern wird eine Reihe Viertaktzylinder einer Reihe Zweitakt zylinder im allgemeinen gegenübergesetzt.

Claims

1. Verbrennungskraftmaschine der Hubkolbenbauart, dadurch gekennzeichnet, daß in einer einzigen Motor einheit nach dem Zweitaktprinzip arbeitende Zylinder und nach dem Viertaktprinzip arbeitende Zylinder vor gesehen sind.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Viertaktzylinder und Zweitaktzylinder an der gleichen Kurbelwelle ein greifen.

3. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Dreizylinderreihenmotor ausgebildet ist, wobei der erste Zylinder ein Viertaktzylinder, der zweite Zylinder ein Zweitaktzylinder und der dritte Zylinder ein Viertaktzylinder ist.

4. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zwei zylinderreihenmotor ausgebildet ist, wobei der eine Zylinder ein Viertaktzylinder, der andere ein Zweitaktzylinder ist.

5. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Fünf zylinderreihenmotor ausgebildet ist, wobei drei Zylinder Viertaktzylinder, zwei Zylinder Zweitakt zylinder sind.

6. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Boxer motor mit einer Reihe von Viertaktzylindern sowie einer Reihe gleicher Anzahl von Zweitaktzylindern ausgebildet ist.

7. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als V-Motor mit einer Reihe von Viertaktzylindern sowie einer Reihe gleicher Anzahl von Zweitaktzylindern aus gebildet ist.

8. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Stern motor mit einer Reihe von Viertaktzylindern sowie einer Reihe gleicher Anzahl von Zweitaktzylindern ausgebildet ist.

9. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei der Ausbildung als V-Motor oder Sternmotor der Zwei taktpleuel am Fuß des Viertaktpleuels angelenkt ist.

10. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase in eine gemeinsame Auspuffanlage geführt sind.

11. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitaktzylinder ein eigenes Gebläse haben und deren Unterseiten Druckausgleich mit der umgebenden Atmosphäre aufweisen.

12. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Brenn kraftmaschine mit innerer Gemischbildung ausgebildet ist.

13. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Diesel motor ist.

14. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Ottomotor ist.