DE3940826A1 - Brennkraftmaschine mit im kolben angebrachten ventilen mit verstellbaren steuerzeiten - Google Patents

Brennkraftmaschine mit im kolben angebrachten ventilen mit verstellbaren steuerzeiten

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DE3940826A1
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DE19893940826
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English (en)
Inventor
Josef Smidrkal
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SMIDRKAL, JOSEF, 59846 SUNDERN, DE
Original Assignee
Josef Smidrkal
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L11/00—Valve arrangements in working piston or piston-rod
    • F01L11/02—Valve arrangements in working piston or piston-rod in piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, die als Freikolbenmotor konzipiert ist, und als Zweitaktmotor läuft.
Es ist bekannt, daß herkömmliche Zweitaktmotoren als einfach und zuverlässig gelten, jedoch nicht die heutigen Ansprüchen in bezug auf Gasemmission erfüllen.
Seit Jahren ist eine Freikolbenführung bekannt, d. h. eine Führungsstange führt nahezu ohne Kippbewegung den Kolben; z. B. nach englischem Patent aus dem Jahr 1964, "Elektro-Anzeiger Esse" vom 24. 11. 65, Nr. 22. Um eine lineare Bewegung in Drehbewegung umzuwandeln, muß man sich der lange im Maschinenbau bekannten "Kulisse mit Gleitstein" bedienen.
Die Kolbenführung und die Umwandlung in die Drehbewegung ist zwar Bestandteil der Anmeldung, jedoch als Stand der Technik verwendet worden.
Die Aufgabe einen Motor zu entwerfen, durch den die variablen Steuerzeiten der Ventile den unterschiedlichsten Brennstoffarten angepaßt werden können. Diese Ausführung eignet sich besonders als Experimentmotor zur Ermittlung des Verhaltens unterschiedlicher Werkstoffe - wie Keramik oder Kunststoff.
Da bekanntlich namhafte Firmen das Zweitaktverfahren wieder aufgreifen wollen, stellt diese Erfindung nach Anspruch 1 und 2, einen neuen Gedanken dar.
Die Erfindung, die zur Anmeldung geführt hat, ist die Lösung der im Kolben angebrachten Einlaßventile nach Anspruch 1, welches eine günstigere Spülung und insbesondere günstige Aufladung der Maschine als Zweitaktmotor ermöglicht, zumal die Frischgaszuführung zum Brennraum durch zweckdienliche Kanäle im Kolbenkörper selbst und dem Einlaßventil erfolgt.
Hier wird ein günstiger Temperaturaustausch zwischen Kolbenkörper und dem Gasgemisch erreicht: Kolbenkühlung - Gemischerwärmung.
Die variablen Steuerzeiten nach Anspruch 1 und 2, ermöglichen ein gleichbleibendes größeres Drehmoment des Motors über einen größeren Bereich der Kennlinie als herkömmliche Ventilsteuerungen.
Die Konzipierung dieser Brennkraftmaschine ist im Jahre 1986 entstanden mit einer - während des Betriebes stufenlos verstellbaren Kurbelwelle - die bei "dieser Ausführung der Maschine Verwendung finden kann, und am 7. 4. 87, als "Verstellbare Kurbelwelle" bei DP angemeldet ist.
Auch als eine Ausgestaltung der Erfindung wird zu dieser Auslegung der Brennkraftmaschine ein Einspritzvergasersystem zur DP Anmeldung vorbereitet.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 erläutert. Es zeigt
Fig. 1 Ausführungsform I nach Anspruch 1
Einlaßventile (1) von Nocke (4) gesteuert, über Schwinghebel (5) und durch die Verstellgabel (6) wird die gewünschte Steigung eingestellt. Das Auslaßventil (2) wird durch die Steuerkurve am Ring (7) mit definierter Steigung betätigt.
Fig. 1 Schnitt A-B zeigt
Einlaßventile (1) von Nocke (4) gesteuert durch Schwinghebel (5) und Teil der Kurbelscheibe (7a) mit der Ringsteuerkurve (7) die den zweiteiligen Schwinghebel (8) steuert über den Teil A und B.
Fig. 2 Ausführungsform II nach Anspruch 2
gesteuerte Ventile (1) und (2) über gemeinsamen Doppelring mittels zweiteiligen Schwinghebeln.
Fig. 2 Schnitt A-B zeigt
"Winkelstößel" im Kolbenkörper (3) und seiten Steuerung der Einlaßventile im Zylinder-Trennwand (11) durch Ausstellhebel.
Erläuterung der Zahlen.
 1 Einlaßventil
 2 Auslaßventil
 3 Kolbenkörper
 3a Einlaßkanäle
 4 Nocken
 5 Schwinghebel
 7 Ring mit Steuerkurve
 7a Kurbelscheibe
 8 Zweiteiligen Schwinghebel
 9 Stirnräder
10 Aufhängungskreuz
11 Trennwand mit Ansaugkanal

Claims (2)

1. Brennkraftmaschine mit im Kolben angebrachten Ventilen mit verstellbaren Steuerzeiten,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller im Kolbenboden angebracht ist, und die zum Ventil gehörende Elementen koaxial durch eine Kolbenführungsstange hindurch über Schwinghebel gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß für Ein- und Auslaßventile je eine Nocke ausreicht und von variabel einstellbarer Steigung der Nocke die Ventilöffnungszeiten bestimmt werden, und auch von außen während des Betriebes verstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise die Ventile auch von einer Steuerkurve die sich als Ring mit definierter Steigung auf der Kurbelscheibe befindet und einen zweiteiligen Schwinghebel A-B antreibt, gesteuert werden können,
gekennzeichnet dadurch, daß der Hebelteil A exzentrisch gelagert ist und somit durch Verschieben seiner Lauffläche auf der Ringsteuerkurve die Ventilöffnungszeiten während des Betriebes veränderbar sind, jedoch der Hebelteil B eine nicht verstellbare Länge hat - und somit zwangsläufig entsprechend gleiche Bewegungen dem Stößel gegenüber ausübt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine bei entsprechender Auslegung eine Ansaugkraft nur mit Luft erfolgt und zu Abkühlung der Maschine beiträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine zwar weiter als Freikolbenmotor ausgelegt ist, jedoch die Kolben sich gegeneinander bewegen, was ein anderer Bewegungsablauf und besserer Massenausgleich ergibt.
2. Brennkraftmaschine mit im Kolben angebrachten Ventilen mit verstellbaren Steuerzeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilantrieb auch mittels zweier Winkelstößel die sich im Kolbenkörper befinden, von gegenüberliegenden Ausstellhebel in der Zylinderwand erfolgen kann, wobei diese Zylinderwand die Trennung zwischen dem Vorverdichtungsraum und Kurbelgehäuse darstellt, und der in diese Trennwand mündende Ansaugkanal mit einem Rückschlagventil abgesichert ist.
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