DE4134706A1 - Zweistufenkolbenmotor - Google Patents

Zweistufenkolbenmotor

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    • F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

Description

Der Zweistufenverbrennungsmotor unterscheidet sich von dem herkömmlichen Viertaktverbrennungsmotor dadurch, daß bei ihm zwei Takte gleichzeitig stattfinden und dabei nur eine Umdrehung der Kolbenwelle erforderlich ist; analog dem herkömmlichen Zweitaktverbrennungsmotor. Nach dem Zweistufenkolbenprinzip hat ein Zylinder zwei unterschiedliche Durchmesser und demzufolge auch einen Kolben mit unterschiedlichen Durchmessern. Der Kolbenteil mit dem großen Durchmesser dient dem Ansaugvorgang und dem Vorverdichten, der Kolbenteil mit dem kleineren Durchmesser dient der Verdichtung und dem Arbeitsvorgang.
Durch die Wirkweise des Zweistufenkolbenprinzips ist die durchschnittliche Betriebstemperatur niedriger als bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren.
Ebenso ist durch die niedrigeren Umdrehungszahlen der Verschleiß geringer.
Der Verbrennungsmotor nach dem Zweistufenkolbenprinzip wird im Gegensatz zum herkömmlichen Verbrennungsmotor bei gleicher Leistung einen niedrigeren Treibstoffverbrauch haben.
Beschreibung des Arbeitsvorgangs 1. Schritt Ansaugvorgang
Der gesamte Kolben bewegt sich von dem unteren toten Punkt in Richtung Zylinderkopf. Unter dem Kolbenteil mit dem größeren Durchmesser entsteht ein Unterdruck. Dadurch werden die Ansaugmembranventile automatisch geöffnet und es kann Luft in die Ansaugkammer des größeren Kolbenteiles strömen. Gleichzeitig wird über dem Kolbenteil mit dem kleineren Durchmesser die vorher eingelassene Luft aus der Ansaugkammer des großen Kolbenteils, die über die Übergangsventile dort hingelangt ist, verdichtet.
2. Schritt Arbeitsvorgang
Befindet sich der Kolben am oberen toten Punkt, so erfolgt die Einspritzung und Zündung des Kraftstoffes. Während der Kolbenteil mit dem kleineren Durchmesser den Arbeitsvorgang ausführt, wird unter dem Kolbenteil mit dem größeren Durchmesser in der Ansaugkammer ein Vorverdichtungsprozeß in Gang gesetzt. Vor dem Erreichen des unteren toten Punktes öffnen sich die Auslaßventile, wodurch die Abgase teilweise aus der Verbrennungskammer in den Auspuffkanal entweichen können. Mit einer Zeitverzögerung öffnen sich ebenfalls die Übergangsventile und durch Einlaßöffnungen strömt die vorher verdichtete Luft aus der Ansaugkammer des Zylinderteiles mit dem größeren Durchmesser in die Verbrennungskammer.
Beschreibung des Zweistufenkolbenmotors
Der Zweistufenkolben besteht - wie oben schon erwähnt - aus zwei Kolbenteilen mit unterschiedlichen Durchmessern. Der Kolben treibt über zwei Pleuelstangen, die an dem Kolbenteil mit dem größeren Durchmesser befestigt sind, die Kolbenwelle an. Durch die doppelte Führung der Pleuelstangen und die unterschiedlichen Durchmesser des Kolbens wird die Kolbenbewegung im Zylinder zusätzlich stabilisiert. Die Übergangsventile werden durch zwei Übertragungsstangen geöffnet. Diese Übertragungsstangen werden in einem versetzten Winkel durch eine Bohrung in der Pleuelstange eingeführt. Der Antrieb auf die Übertragungsstangen erfolgt durch eine Nocke an der Kolbenwelle, die sich an dem Pleuelstangenlager befindet. Die Kolbenwelle übernimmt in dieser Konstruktion zusätzlich die Funktion der Nockenwelle (siehe beigefügte Skizze)

Claims (1)

  1. Zweistufenkolbenmotor in der Wirkungsweise eines Zweitaktmotors, gekennzeichnet durch
    • a) Zylinder und Kolben mit unterschiedlichem Durchmesser
    • b) Übergangsventile im Zweistufenkolben
    • c) Abtrieb der Kolbenwelle über zwei Pleuelstangen,
    • d) Ansteuerung der Übergangsventile und Ablaßventile durch die Kolbenwelle
    • e) Schmierung wie im Viertaktmotor
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DE4134706C2 (de) 1993-08-05

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