DE4135386A1

DE4135386A1 - Two=stroke opposed piston Diesel engine - involves outlet piston remote from crankshaft with shorter stroke than inlet piston

Info

Publication number: DE4135386A1
Application number: DE19914135386
Authority: DE
Inventors: Bernd Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-26
Filing date: 1991-10-26
Publication date: 1992-03-12
Also published as: DE4135386C2

Abstract

The two opposed pistons are connected to a common crankshaft via connecting rods. The rotary axis of the crankshaft intersects and crosses the rotary axes of the pistons. The crankshaft has three crank pins, the central of which is connected to the piston near to the crankshaft, whilst the other two outer pins, displaced through a crank angle of 180 deg. to that central, are connected to the piston remote from the crankshaft. This latter piston is the outlet piston (3), and in dia. is smaller than or equal to the inlet piston (2) and shorter in stroke. The main bearing pins (4b, 4c) of the crankshaft, or at least one of them, are arranged between the central (4a) and outer (4d, 4e) pins. The stroke of the outlet piston is shorter than the dia. of the outer crank pins, partic. that (4d) on the drive side. USE/ADVANTAGE - In a two-stroke diesel engine with opposed pistons, to achieve a high quality of scavenging, using low amounts of air, and leaving a low amt. of residual gas in the cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft Zweitakt-Gegenkolbenmotoren, insbesondere Dieselmo toren, bei denen die beiden gegenläufig zusammenwirkenden Kolben über di rekte Kraftflußglieder, wie z. B. Pleuelstangen oder Teile eines Kurbel schleifentriebs, auf eine gemeinsame Kurbelwelle wirken, deren Drehachse die Zylinderachse rechtwinklig schneidet oder kreuzt, wobei die Kurbelwel le drei Kurbelzapfen aufweist, von denen der mittlere mit dem kurbelwel lennahen Kolben und die beiden dazu etwa um 180° Kurbelwinkel versetzt angeordneten äußeren Kurbelzapfen mit dem kurbelwellenfernen Kolben ver bunden sind.The invention relates to two-stroke counter-piston engines, in particular diesel engines gates, in which the two oppositely interacting pistons via di right force flow elements, such as. B. connecting rods or parts of a crank loop drive, act on a common crankshaft, its axis of rotation the cylinder axis intersects or crosses at right angles, the crankshaft le has three crank pins, the middle one with the crank shaft close piston and the two offset by about 180 ° crank angle arranged outer crank pin ver with the piston remote from the crankshaft are bound.

Zweitakt-Gegenkolbenmotoren der genannten Bauart werden z. B. in den Pa tentschriften DRP 68 981, DRP 3 77 315, DRP 7 31 039 und DRP 3 71 100 beschrie ben. Solche beschriebenen und ausgeführten bekannten Motoren haben gleichen Zylinderdurchmesser und etwa gleich großen Hub für Einlaß- und Auslaßkolben. Dabei ergibt sich der Zwang zum Kompromiß zwischen der Qua lität der Spülung einerseits und mehreren anderen wichtigen Eigenschaften andererseits.Two-stroke counter-piston engines of the type mentioned are z. B. in Pa DRP 68 981, DRP 3 77 315, DRP 7 31 039 and DRP 3 71 100 ben. Such described and executed known engines have same cylinder diameter and approximately the same stroke for intake and Exhaust piston. This results in the need to compromise between the Qua rinsing on the one hand and several other important properties on the other hand.

Ein Hauptfaktor für die Qualität eines Zweitaktmotors ist die Qualität der Spülung. Bei der hier vorliegenden Gleichstrom-Drallspülung bewegt sich die Spülströmung, wenn der Spüldrall groß ist (d. h. wenn die Tangential komponente der Spülströmung überwiegt), vor allem entlang der Zylinder wand. Dies ist insofern günstig, als dadurch die Vermischung der kühlen, spezifisch schweren Spülluft mit dem heißen, spezifisch leichten Restgas im Zylinder wirksam gehemmt wird. Ungünstig dabei ist jedoch, daß der ro tierende wandnahe Spülstrom infolge der Fliehkraft sich axial schnell bis zu den Auslaßschlitzen ausbreitet und durch diese abfließt, während ein heißer Restgaskern von erheblichem Durchmesser im Zylinder verbleibt. Um diesen ungünstigen Effekt gering zu halten, darf der Spüldrall nur mäßig sein. Dabei tritt jedoch an der Spülfront eine starke Vermischung zwi schen Spülluft und Restgas ein. Sowohl diese Vermischung bei mäßigem Spül drall als auch die genannte Voreilung des Spülstroms an der Zylinderwand bei hohem Spüldrall mindern die Qualität der Spülung. Um beide Effekte gering zu halten und eine hohe Qualität der Spülung zu erreichen, müssen der Verbrennungsraum (= Raum zwischen den beiden Kolbenböden im Gaswech seltotpunkt) im Verhältnis zum Zylinderdurchmesser lang, die Spülschlitze im Verhältnis zum Zylinderdurchmesser hoch und der Spüldrall mäßig sein. Der mäßige Spüldrall ist jedoch für die Verbrennung im Zylinder ungünstig. Wenn der Brennraumdurchmesser gleich dem Zylinderdurchmesser ist, ergibt sich dadurch eine träge Verbrennung mit ungünstigem thermischem Wirkungs grad. Um eine schnellere Verbrennung zu erreichen, müssen entweder zwei oder mehr Einspritzdüsen auf dem Umfang des Zylinders verteilt angeordet werden oder, wenn nur eine Einspritzdüse angeordnet werden soll, muß der Brennraumdurchmesser wesentlich kleiner als der Zylinderdurchmesser und somit im Kolben angeordnet sein, damit sich eine ausreichend große Drall zahl im Brennraum ergibt. Im letzteren Fall ist jedoch der Brennraum unge spült.A major factor in the quality of a two-stroke engine is the quality of the Flushing. In the case of the DC swirl flushing present here, it moves the purge flow when the purge swirl is large (i.e. when the tangential component of the purge flow predominates), especially along the cylinders wall. This is advantageous in that it mixes the cool, specifically heavy purge air with the hot, specifically light residual gas is effectively inhibited in the cylinder. However, it is disadvantageous that the ro The flushing flow near the wall quickly increases axially due to the centrifugal force spreads to and flows through the outlet slots while a hot residual gas core of considerable diameter remains in the cylinder. Around To keep this unfavorable effect low, the rinse twist should only be moderate be. However, there is a strong mixing between the flushing front purge air and residual gas. Both this mixing with moderate rinsing swirl as well as the mentioned advance of the flushing current on the cylinder wall with a high flushing twist, the quality of the flushing is reduced. To both effects must be kept low and achieve a high quality of the flushing the combustion chamber (= space between the two piston heads in the gas exchange dead center) in relation to the cylinder diameter long, the flushing slots be high in relation to the cylinder diameter and the flushing twist should be moderate. The moderate purging swirl is however unfavorable for the combustion in the cylinder. If the combustion chamber diameter is equal to the cylinder diameter, the result is slow combustion with unfavorable thermal effects degrees. To achieve faster combustion, either two or more injectors distributed around the circumference of the cylinder be, or if only one injector is to be arranged, the Combustion chamber diameter much smaller than the cylinder diameter and thus be arranged in the piston so that there is a sufficiently large swirl number in the combustion chamber results. In the latter case, however, the combustion chamber is not rinses.

Aufgrund dieser Zusammenhänge muß der Hub des Einlaß- und des Auslaßkol bens zusammengenommen möglichst groß im Verhältnis zum Zylinderdurchmes ser sein, wobei aber auch dies den Zielkonflikt zwischen der für die Spü lung und für die Verbrennung optimalen Größe des Spüldralls nicht aufhebt. Mit zunehmender Langhubigkeit wächst aber bekanntlich die Bauhöhe, die Masse und der Herstellungsaufwand des Motors, und für den kurbelwellenna hen Kolben wird schon bei einem nur wenig über 1 liegenden Hub- Bohrungsverhältnis eine natürliche Grenze erreicht, oberhalb derer der Bewegungsraum der Pleuelstange so weit in die Zylinderlauffläche ein schneidet, daß bei Zweitaktmotoren mit Ölabstreifring am unteren Kolben ende eine progressive Zunahme der Bauhöhe mit dem Hub und weitere Nach teile auftreten.Because of these relationships, the stroke of the inlet and outlet pistons bens taken together as large as possible in relation to the cylinder diameter be water, but this is also the conflict of objectives between the for the rinse and the optimum size of the flushing twist for the combustion. As is well known, the overall height increases with increasing long stroke length Mass and the manufacturing effort of the engine, and for the crankshaft hen the piston is lifted even with a stroke Bore ratio reaches a natural limit above which the Movement space of the connecting rod so far into the cylinder running surface cuts that in two-stroke engines with an oil scraper ring on the lower piston ends a progressive increase in height with the stroke and further after parts occur.

Um auch mit einem Hub-Bohrungsverhältnis von nur wenig über 1 am kurbel wellennahen Kolben einen für eine hohe Spülqualität ausreichend langen Verbrennungsraum im Verhältnis zum Zylinderdurchmesser zu erhalten, muß auch der Hub des kurbelwellenfernen Kolbens etwa so groß wie der des kur belwellennahen Kolbens sein, wie es bei bekannten Motoren dieser Bauart der Fall ist. Dies hat jedoch große Nachteile zur Folge. Es ergibt sich dadurch außer einer großen Bauhöhe des Motors ein sehr schweres und dabei wenig steifes Triebwerk für den kurbelwellenfernen Kolben, das großen Be schleunigungen unterliegt und große Massenkräfte verursacht. Dabei muß wegen des Massenausgleichs auch das Triebwerk des kurbelwellennahen Kol bens unnötig schwer ausgeführt werden. Die infolge der langen Kraftfluß länge relativ geringe Steifigkeit des Triebwerks des kurbelwellenfernen Kolbens begünstigt starke Triebwerkschwingungen bei schnellem Verbren nungsdruckanstieg.To crank even with a stroke-bore ratio of just a little over 1 Pistons close to the shaft are long enough for a high flushing quality To maintain the combustion chamber in relation to the cylinder diameter must the stroke of the piston remote from the crankshaft is about as large as that of the cure piston near the shaft, as is the case with known motors of this type the case is. However, this has major disadvantages. It follows as a result, in addition to a large overall height of the engine, it is very heavy and at the same time little stiff engine for the piston remote from the crankshaft, the large Be accelerations and large mass forces. It must because of the mass balance, the engine of the near-crank Kol be carried out unnecessarily difficult. The result of the long flow of power length relatively low rigidity of the engine of the crankshaft distant Pistons favor strong engine vibrations with fast combustion pressure rise.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Bauart ist bei gleitgelagerter Ausfüh rung der große Abstand der Hauptlager von der Zylinderachse, der schon bei einem Einzylindermotor eine relativ lange und wenig biegesteife Kur belwelle mit niedriger Biegeeigenfrequenz und bei Mehrzylinderanordnung außerdem einen übermäßig großen Zylinderabstand oder die bekannte Anord nung einer sehr aufwendigen Wälzlagerung bedingt.Another disadvantage of the known design is in the case of a slide bearing design the large distance of the main bearings from the cylinder axis, that is with a single-cylinder engine a relatively long and less rigid treatment Belwelle with low natural bending frequency and with multi-cylinder arrangement also an excessively large cylinder spacing or the known arrangement a very complex rolling bearing.

Aus den genannten Gründen sind nur mäßige Drehzahlen erreichbar, und die bekannten Motoren dieser Bauart haben relativ hohen Masse- und Raumbedarf und konnten sich deshalb nicht durchsetzen.For the reasons mentioned, only moderate speeds can be achieved, and the Known motors of this type have a relatively high mass and space requirement and therefore could not prevail.

Ziel der Erfindung ist es, die genannte Motorenbauart unter Beibehaltung ihrer prinzipiellen Einfachheit dahingehend weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden und statt dessen insbesondere folgende Eigen schaften erreicht werden:The aim of the invention is to maintain the engine type mentioned their basic simplicity to further develop that the mentioned disadvantages avoided and instead in particular the following own be achieved:

- High quality of the purging, especially low purging air and less residual gas remaining in the cylinder;
- High purging swirl as a requirement for a purged combustion chamber with only an injector;
- Compact design with low mass and space requirements, especially in Direction of the cylinder and crankshaft axis;
- High rigidity of the engine;
- Suitability for high speed and high specific performance;
- Suitability for multi-cylinder design.

Zur Erreichung dieser Ziele wird vorgeschlagen, daß der kurbelwellenferne Kolben der Auslaßkolben ist, daß er im Durchmesser kleiner und im Hub we sentlich kleiner als der Einlaßkolben ist und daß die Hauptlagerzapfen der Kurbelwelle, mindestens aber ein Hauptlagerzapfen, zwischen dem mitt leren und den äußeren Kurbelzapfen angeordnet sind.To achieve these goals, it is proposed that the crankshaft remote Piston the exhaust piston is that it is smaller in diameter and we in the stroke is considerably smaller than the inlet piston and that the main bearing journal the crankshaft, but at least one main bearing journal between the mitt leren and the outer crank pin are arranged.

Durch die Verringerung des Auslaßkolbendurchmessers gegenüber dem Einlaß kolbendurchmesser wird erreicht, daß der wandnah rotierende Spülstrom nicht mehr ungehindert zu den Auslaßschlitzen vorauseilen kann. Er wird vielmehr an der Stufe zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßzylinder ge staut, bevor er in den Auslaßzylinder eintreten kann, wodurch sich die ra diale Dicke des rotierenden Wandstroms im Einlaßzylinder wesentlich ver größert und der Durchmesser des verbleibenden Restgaskerns abnimmt. Ein hoher Spüldrall bewirkt dabei kein wesentlich beschleunigtes Vordrin gen des Wandstromes zu den Auslaßschlitzen und somit auch keine Verminde rung des Spülwirkungsgrades. Die Spülschlitze können niedrig und der Spül drall hoch sein ohne Verschlechterung des Spülwirkungsgrades gegenüber der bekannten Bauart. Trotz der im Verhältnis zum Einlaßkolbendurchmesser niedrigeren Spülschlitze kann das für die Spülqualität bedeutende Ver hältnis des gesamten Spülschlitzquerschnitts zum Auslaßzylinderquer schnitt größer sein als bei der bekannten Bauart. Die niedrigeren Spül schlitze erlauben bei gleich großem Vorauslaßzeitquerschnitt auch entspre chend niedrigere Auslaßschlitze, und diese niedrigeren Schlitzhöhen er geben einen geringeren Verlust an effektiv wirksamem Hubraum. Dieser Ver lust wird außerdem durch den kleineren Anteil des Auslaßkolbenhubs am Ge samthub noch zusätzlich verringert. Dies ist darin begründet, daß das Ver hältnis Schlitzhöhe zu Hub am Auslaßkolben wesentlich größer, und zwar in der Regel ungefähr doppelt so groß sein muß wie am Einlaßkolben. By reducing the outlet piston diameter compared to the inlet piston diameter is achieved that the flushing flow rotating near the wall can no longer hurry unhindered to the outlet slots. He will rather ge at the step between the inlet and outlet cylinders jams before it can enter the exhaust cylinder, causing the ra diale thickness of the rotating wall flow in the inlet cylinder substantially ver increases and the diameter of the remaining gas core decreases. A high flushing twist does not result in a significantly accelerated advance gene of the wall flow to the outlet slots and thus no people rinsing efficiency. The flushing slots can be low and the flushing swirl high without worsening the flushing efficiency the known type. Despite the relative to the inlet piston diameter lower flushing slots can be important for the flushing quality Ratio of the entire flushing slot cross-section to the outlet cylinder cross cut be larger than the known type. The lower flush slots also allow for the same pre-discharge cross-section correspondingly lower outlet slots, and these lower slot heights give less loss of effective displacement. This ver lust is also due to the smaller proportion of the exhaust piston stroke in Ge velvet stroke even further reduced. This is because the Ver Ratio slot height to stroke on the exhaust piston much larger, in usually has to be about twice as large as on the inlet piston.

Zur weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Zylindergeo metrie wird weiterhin vorgeschlagen, den Brennraum im Übergangsbereich des Auslaßzylinders zum Einlaßzylinder, mit gleichem oder ungefähr gleichem Durchmesser wie der Auslaßzylinder, anzuordnen. Bei dieser An ordnung liegt der Brennraum vollständig im Spülstrom. Die zulässige und praktisch auch leicht erreichbare hohe Drallzahl der Spülströmung im Ein laßzylinder wird beim Eintritt in den Auslaßzylinder aufgrund des Drall gesetzes infolge der Durchmesserverminderung noch weiter erhöht und liegt in dieser Höhe auch während des Verbrennungstotpunkts im Brennraum vor. Aufgrund der hohen Brennraumdrallzahl ist nur eine Einspritzdüse erforder lich Wegen der Durchmesserverminderung vergrößert sich bei gleichem Ver dichtungsverhältnis die Brennraumhöhe, so daß ein zu flacher Brennraum vermieden wird. Der gespülte Brennraum ergibt als weiteren Vorteil eine besonders kleine wärmeabführende Oberfläche im Bereich des Verbrennungs totpunktes und somit geringen Verlust an nutzbarer Wärmeenergie.For a further advantageous embodiment of the proposed cylinder geo Metry is also proposed, the combustion chamber in the transition area of the exhaust cylinder to the intake cylinder, with the same or approximately same diameter as the outlet cylinder. At this time the combustion chamber is completely in the purge flow. The permissible and practically also easily attainable high swirl number of the flushing flow in one lassylinder is when entering the exhaust cylinder due to the swirl law increased and lies due to the reduction in diameter at this level before the combustion dead center in the combustion chamber. Due to the high number of combustion chamber swirls, only one injection nozzle is required Lich due to the reduction in diameter increases with the same Ver seal ratio the combustion chamber height, so that the combustion chamber is too flat is avoided. The flushed combustion chamber gives another advantage particularly small heat-dissipating surface in the combustion area dead center and therefore low loss of usable thermal energy.

Der Hub des Auslaßkolbens läßt sich gegenüber der bekannten Bauart wesent lich verringern. Ein günstiger Kompromiß bei noch ausreichend großem Vor auslaßzeitquerschnitt, nicht zu großer Auslaßvoreilung und nicht zu gro ßem auslaßbedingtem Spülgegendruck wird erreicht, wenn der Auslaßkolben durchmesser 0,75- bis 0,9mal so groß wie der Einlaßkolbendurchmesser und der Auslaßkolbenhub 0,35- bis 0,5mal so groß wie der Einlaßkolbenhub ist. Der Hub des Auslaßkolbens kann um so kleiner ausgeführt werden, je voll ständiger der Umfang des Auslaßzylinders für die Anordnung von Auslaß schlitzen ausgenutzt wird. Für eine maximale Ausnutzung wird weiterhin vorgeschlagen, daß im Auslaßzylinder statt mehrerer durch Stege getrenn ter Auslaßschlitze nur ein stegloser, ringförmig um den gesamten Zylin derumfang verlaufender Auslaßschlitz angeordnet ist. Für die hierbei be sonders schwierige Kolbenabdichtung stellen der vorgeschlagene kleine Auslaßkolbendurchmesser und -hub eine wesentliche Erleichterung dar. Durch die Verminderung des Auslaßkolbenhubs wird die Auslaßkolbenhöhe um den gleichen Betrag, die Kraftflußlänge zwischen Kurbelwelle und Auslaß kolbenboden und die Bauhöhe des Motors um den doppelten Betrag vermin dert.The stroke of the exhaust piston is essential compared to the known type diminish. A cheap compromise with a sufficiently large front outlet cross-section, not too large outlet advance and not too large ßem outlet-related back pressure is reached when the outlet piston diameter 0.75 to 0.9 times as large as the inlet piston diameter and the exhaust piston stroke is 0.35 to 0.5 times the intake piston stroke. The stroke of the exhaust piston can be made the smaller the full constant the circumference of the outlet cylinder for the arrangement of outlet slots is exploited. For maximum utilization it will continue suggested that in the exhaust cylinder instead of several separated by webs The outlet slots are just a seamless, circular shape around the entire cylinder the circumferential outlet slot is arranged. For the be The proposed small one makes piston sealing particularly difficult Exhaust piston diameter and stroke are a significant relief. By reducing the exhaust piston stroke, the exhaust piston height becomes around the same amount, the power flow length between the crankshaft and the outlet reduce the piston crown and the overall height of the engine by twice the amount different.

Da die translatorischen Massenkräfte des Auslaßtriebwerks wegen des Mas senausgleichs genauso groß wie die des Einlaßtriebwerks sein müssen, der Hub des Auslaßkolbens aber z. B. nur 0,4mal so groß wie der des Einlaß kolbens ist, muß die translatorische Masse des Auslaßtriebwerks in diesem Fall 2,5mal so groß wie die des Einlaßtriebwerks sein. Aufgrund dessen kann trotz einer etwa doppelt so großen Kraftflußlänge des Auslaßtrieb werks durch entsprechend größere Kraftflußquerschnitte eine, bezogen auf die z. B. nur etwa 0,75mal so große Kolbenfläche des Auslaßtriebwerks, dem Einlaßtriebwerk etwa ebenbürtige Steifigkeit erreicht werden. Aufgrund der durch die vorgeschlagene Anordnung erreichten, bezogen auf die Kolbenfläche hohen Festigkeit und Steifigkeit des Auslaßtriebwerks kann die vom Einlaßtriebwerk ertragbare hohe Schnelläufigkeit in voller Höhe ausgenutzt werden; sie wird nicht mehr durch das Auslaßtriebwerk be grenzt. Dadurch können bei gleicher Leistung alle Abmessungen wesentlich verkleinert, die Drehzahl wesentlich erhöht und somit der Masse- und Raumbedarf und die Herstellungskosten des Motors entsprechend gesenkt werden. Hieraus eröffnet sich auch ein sehr vorteilhafter Einsatz des vor geschlagenen Motors in Fahrzeugen und vielen weiteren Anwendungsberei chen.Since the translational mass forces of the exhaust engine because of the Mas equalization must be as large as that of the intake engine, the Stroke of the exhaust piston but z. B. only 0.4 times the size of the inlet is piston, the translational mass of the exhaust engine in this Case 2.5 times the size of the intake engine. Because of that can despite an approximately twice as long power flow length of the exhaust drive plant by correspondingly larger power flow cross sections, based on the z. B. only about 0.75 times the piston area of the exhaust engine, the Intake engine about equal stiffness can be achieved. Due to the achieved by the proposed arrangement, based on the piston surface high strength and rigidity of the exhaust engine can the high speed that can be borne by the intake engine in full Height can be exploited; it will no longer be through the exhaust engine borders. This allows all dimensions to be significant with the same performance reduced, the speed increased significantly and thus the mass and Space requirements and the manufacturing costs of the engine reduced accordingly will. This also opens up a very advantageous use of the vor struck engine in vehicles and many other applications chen.

Bei einem Gegenkolbenmotor mit gleich großem Durchmesser des Einlaß- und Auslaßkolbens heben sich die von den Kolben auf die Kurbelzapfen übertra genen Gaskräfte zu jedem Zeitpunkt gegenseitig auf. Die Kurbelwellen hauptlager dienen dabei im wesentlichen nur zur Schmierölzuführung und zur Lagefixierung der Kurbelwelle im Kurbelgehäuse. Es ist bekannt, die Hauptlager beiderseitig außerhalb der äußeren Kurbelzapfen unter Zwi schenschaltung von Kurbelwangen anzuordnen.In a counter-piston engine with the same diameter of the intake and Exhaust pistons are transferred from the pistons to the crank pins gas forces on each other at any time. The crankshafts Main bearings serve essentially only for the supply of lubricating oil and to fix the crankshaft in the crankcase. It is known that Main bearings on both sides outside the outer crankpin under intermediate arrangement of crank arms.

Infolge der erfindungsgemäßen Verringerung des Auslaßkolbendurchmessers auf z. B. 86,6% des Einlaßkolbendurchmessers überträgt der Auslaßkolben beispielsweise nur noch 75% der Gaskraft auf die Kurbelwelle wie der Einlaßkolben. Die anderen 25% müssen von den Hauptlagern aufgenommen werden. Wegen des großen Abstands der Hauptlager vom mittleren Kurbelzap fen würde sich dabei eine hohe Biegebeanspruchung und eine ungenügende Biegesteifigkeit der Kurbelwelle ergeben, bzw. es müßte die Kurbelwelle wesentlich verstärkt werden, was einen noch größeren Masse- und Raumbe darf und größere Lagerreibung zur Folge hätte.As a result of the reduction in the outlet piston diameter according to the invention on z. B. 86.6% of the inlet piston diameter transfers the outlet piston for example, only 75% of the gas force on the crankshaft like that Inlet piston. The other 25% must be taken from the main camps will. Because of the large distance of the main bearings from the middle crank pin This would result in high bending stress and insufficient Flexural rigidity of the crankshaft result, or the crankshaft would have to be significantly strengthened, resulting in an even greater mass and space may and would result in greater bearing friction.

Um dies zu umgehen, sind die Hauptlager, mindestens aber ein Hauptlager, erfindungsgemäß zwischen dem mittleren und den äußeren Kurbelzapfen ange ordnet. Da dieser Bereich bei der bekannten Bauart von der Kurbelwange zur steifen Verbindung zwischen dem mittleren und dem äußeren Kurbelzap fen ausgefüllt wird, wäre bei dieser Bauart hier nicht genügend Platz für die Anordnung eines Hauptlagerzapfens und beiderseitig je einer Kurbelwan ge zur Verbindung mit dem mittleren und dem äußeren Kurbelzapfen.To get around this, the main camps, or at least one main camp, according to the invention between the middle and the outer crank pin arranges. Since this area in the known design of the crank arm for the rigid connection between the middle and the outer crank pin If this type of construction was filled in, there would not be enough space for the arrangement of a main bearing pin and a crank arm on each side ge for connection to the middle and the outer crank pin.

Hierbei ist zu berücksichtigen, daß ein Gleitlager um so ungünstiger und problematischer wird, je geringer seine Breite im Verhältnis zum Durch messer ist. Ein die Kurbelwange übergreifender Gleitlagerzapfen mit übermäßig großem Durchmesser wäre zwar auch bei der bekannten Anordnung zwischen dem mittleren und dem äußeren Kurbelzapfen unterzubringen; das Lager würde aber sehr große Reibungsverluste und eine große Antriebslei stung der Ölpumpe für die Schmierölzuführung verursachen. Aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen geringen Auslaßkolbenhubs ergibt sich eine so große Durchmesserüberschneidung zwischen dem Hauptlagerzap fen und dem äußeren Kurbelzapfen, daß die Kurbelwange zwischen diesen beiden Lagerzapfen sehr schmal sein oder ganz entfallen kann. Infolgedes sen verbleibt zwischen dem Hauptlagerzapfen und dem mittleren Kurbelzap fen genügend Raum für eine steife Kurbelwange.It must be taken into account here that a plain bearing is all the more unfavorable and the smaller its width in relation to the through becomes more problematic knife is. A plain bearing journal spanning the crank arm An excessively large diameter would also be the case with the known arrangement accommodate between the middle and outer crankpin; the But bearings would have very large friction losses and a large drive line oil pump supply for the lubricating oil supply. Due to the small exhaust piston stroke provided according to the invention results there is such a large diameter overlap between the main bearing journal fen and the outer crank pin that the crank arm between these Both journals can be very narrow or can be omitted entirely. As a result sen remains between the main journal and the middle crank journal enough space for a stiff crank arm.

Um eine ausreichende Durchmesserüberschneidung sicherzustellen, wird wei terhin vorgeschlagen, daß der Auslaßkolbenhub kleiner als der Durchmesser der äußeren Kurbelzapfen, insbesondere des abtriebseitigen Kurbelzapfens, ist. Dadurch verläuft die Kurbelwellendrehachse innerhalb der äußeren Kurbelzapfen. Bei Einhaltung dieser Bedingung ist die vorgeschlagene An ordnung der Hauptlager zwischen dem mittleren und den äußeren Kurbelzap fen praktisch mit nahezu minimalen Zapfendurchmessern und somit geringen Reibverlusten möglich.To ensure a sufficient diameter overlap, we thereafter proposed that the exhaust piston stroke be smaller than the diameter the outer crank pin, in particular the crank pin on the output side, is. As a result, the crankshaft axis of rotation runs inside the outer one Crank pin. If this condition is met, the proposed An order of the main bearings between the middle and the outer crank pin fen practically with almost minimal pin diameters and thus small Frictional losses possible.

Die Einhaltung dieser Bedingung ergibt als weiteren Vorteil, daß sich auch die äußeren Fortsetzungen der Kurbelwelle mit sehr schmalen oder ohne Kurbelwangen unmittelbar an die äußeren Kurbelzapfen anschließen können. Somit ergibt sich auch in Richtung der Kurbelwellendrehachse eine außer ordentlich kompakte Bauweise.Compliance with this condition results in a further advantage that also the outer continuations of the crankshaft with very narrow or without Can connect crank webs directly to the outer crank pin. This also results in an exception in the direction of the crankshaft axis of rotation neatly compact design.

Durch die vorgeschlagene Verlegung der Hauptlager nach innen werden der Stützabstand und das Biegemoment in der Kurbelwelle kleiner und die Bie gesteifigkeit und Biegeeigenfrequenz der Kurbelwelle erheblich größer als bei der bekannten Bauart.The proposed relocation of the main bearings to the inside Support distance and the bending moment in the crankshaft smaller and the bending stiffness and natural bending frequency of the crankshaft considerably greater than with the known design.

Die durch die Erfindung erreichte extreme Leichtbauweise der Kurbelwelle erlaubt auch die ökonomische Verwendung sehr hochwertigen Werkstoffs für die Kurbelwelle, so daß die Lagerzapfendurchmesser und damit der Masse- und Raumbedarf und die Reibverlustleistung des Motors noch zusätzlich vermindert werden können.The extreme lightweight construction of the crankshaft achieved by the invention also allows the economical use of very high quality material for the crankshaft, so that the journal diameter and thus the mass and space requirements and the friction loss power of the motor can be reduced.

Die vorgeschlagene Zylindergeometrie und die dazu vorgeschlagene Anordnung der Kurbelwellenlager sind jeweils für sich nur sehr schwer und mit un günstigen Auswirkungen verwirklichbar. Wenn sie jedoch, wie vorgeschla gen, miteinander kombiniert werden, wirken sie, wie oben dargelegt wurde, in sehr vorteilhafter Weise zusammen, so daß die angestrebten Eigenschaf ten erreicht werden, insbesondere gute Spül- und Verbrennungsqualität, kompakte Bauweise sowohl in Zylinder- als auch in Kurbelwellenrichtung, große Steifigkeit und Schnelläufigkeit und kostengünstige Leichtbauweise. The proposed cylinder geometry and the proposed arrangement the crankshaft bearings are each very difficult and with un beneficial effects realizable. If, however, as suggested , combined with each other, they work as stated above, together in a very advantageous manner so that the desired property ten are achieved, in particular good rinsing and combustion quality, compact design in both the cylinder and crankshaft directions, great rigidity and speed and inexpensive lightweight construction.

Der vorgeschlagene Gegenkolbenmotor hat auch als Mehrzylindermotor wesent liche Vorteile gegenüber einem Motor der bekannten Bauart.The proposed counter-piston engine is also essential as a multi-cylinder engine Liche advantages over a motor of the known type.

Eine besonders vorteilhafte Mehrzylinderanordnung bei dem vorgeschlagenen Motor ergibt die Anordnung von zwei Zylindern, mit oder vorzugsweise ohne Achsenversatz, einander gegenüberliegend beiderseits der Kurbelwelle, wo bei ihre einander gegenüberliegenden Einlaß- und Auslaßtriebwerke jeweils auf denselben Kurbelzapfen wirken (180°-V-Motor).A particularly advantageous multi-cylinder arrangement in the proposed Engine results in the arrangement of two cylinders, with or preferably without Axial misalignment, opposite each other on both sides of the crankshaft, where at their opposite intake and exhaust engines, respectively act on the same crank pin (180 ° V motor).

Es können auch mehrere Zylinder oder 180°-V-Zylinderpaare in Richtung der Kurbelwellenachse aneinandergereiht und an ihren äußeren Kurbelzapfen durch eine zwischengeschaltete, vorzugsweise scheibenförmige Kurbelwange geringer Breite verbunden werden. Dabei kann eines der beiden Hauptlager zwischen den beiden Zylinderachsen entfallen. Diese Aneinanderreihung er gibt im Unterschied zu der bekannten Bauart einen noch akzeptablen Zylin derabstand ohne zusätzlichen Aufwand, wie ihn die bekannte Anordnung ei nes Wälzlagers um die scheibenförmige Kurbelwange erfordert. Die Erfindung ermöglicht somit auch eine sinnvolle Anwendung der Reihenbauweise bei ei nem Gegenkolbenmotor mit direkter Anlenkung aller Kolben an nur einer Kurbelwelle.Several cylinders or 180 ° -V-cylinder pairs in the direction of the Crankshaft axis strung together and on their outer crankpin by an intermediate, preferably disc-shaped crank cheek small width can be connected. One of the two main camps between the two cylinder axes. This stringing together In contrast to the known design there is a still acceptable cylinder the distance without additional effort, as the known arrangement egg Nes roller bearing around the disc-shaped crank arm required. The invention thus also enables a sensible application of the row construction at egg counter piston engine with direct linkage of all pistons to only one Crankshaft.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, Kurbelschleifentriebe für das Auslaßtriebwerk zu verwenden. Dabei ist auf jedem äußeren Kurbelzapfen ein geteilter Gleitstein drehbar gelagert, der zugleich in einem Kurbelschleifenrahmen quer zur Zylinderachse verschieb bar gelagert ist. Jeder der beiden Kurbelschleifenrahmen ist durch seinen parallel zur Zylinderachse verlaufenden Anschlußarm starr mit dem Auslaß kolben verbunden. Die Kurbelschleifenrahmen benötigen dabei außer der Führung durch den Auslaßkolben noch je eine besondere Führung in der Nähe der Kurbelwelle.As a further advantageous embodiment of the invention, it is proposed that To use crank loop drives for the exhaust engine. It is on a split sliding block rotatably mounted on each outer crank pin, the at the same time move across the cylinder axis in a crank loop frame is stored in bar. Each of the two crank loop frames is through its own Connection arm running parallel to the cylinder axis rigid with the outlet piston connected. The crank loop frames need besides that Guided tour of the outlet piston still a special guide nearby the crankshaft.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Kurbelschleifentrieben für den Auslaßkolben beim 180°-V-Motor. Bei diesem genügt ein für beide Aus laßkolben gemeinsamer Kurbelschleifenrahmen an jeder Zylinderseite, der über seine beiden zueinander entgegengesetzt gerichteten Anschlußarme die beiden Auslaßkolben starr miteinader verbindet und infolgedessen keiner lei zusätzliche Führung benötigt.The use of crank loop drives for is particularly advantageous the exhaust piston on the 180 ° V engine. With this one is enough for both let piston common crank loop frame on each cylinder side, the over its two opposite connecting arms the rigidly connects the two outlet pistons with each other and, consequently, none additional guidance is required.

Die besondere Eignung des Kurbelschleifentriebs für das Auslaßtriebwerk bei dem erfindungsgemäßen Motor ergibt sich aus dem relativ kleinen Hub des Auslaßkolbens. Ein Kurvenschleifenrahmen hat naturgemäß eine größere translatorische Masse als ein entsprechendes Pleuel mit Kolbenbolzen. Durch den kleinen Auslaßkolbenhub ist einerseits die Querausdehnung der Gleitführung und damit die translatorische Masse verhältnismäßig klein, andererseits ist die für den Massenausgleich erforderliche Sollmasse des Kurbelschleifenrahmens verhältnismäßig groß. Aufgrund dessen kann sogar bei einer kostengünstigen Ausbildung des Kurbelschleifenrahmens als Guß teil das Einlaßtriebwerk optimal leicht dimensioniert und seine ertragba re Schnelläufigkeit in voller Höhe ausgenutzt werden.The special suitability of the crank loop drive for the exhaust engine in the engine according to the invention results from the relatively small stroke of the exhaust piston. A curve loop frame naturally has a larger one translatory mass as a corresponding connecting rod with piston pin. Due to the small exhaust piston stroke, on the one hand, the transverse extent of the Slideway and thus the translational mass relatively small, on the other hand, the target mass required for the mass balance Crank loop frame relatively large. Because of this, even with an inexpensive design of the crank loop frame as a cast part of the intake engine optimally dimensioned light and its profitable re high speed can be used in full.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird die Verwendung eines Kurbelschleifentriebs für das Einlaßtriebwerk, insbesondere bei ei nem 180°-V-Motor, vorgeschlagen. Dabei ist auf dem mittleren Kurbelzapfen ein geteilter Gleitstein drehbar gelagert, der zugleich in einem Kurbel schleifenrahmen quer zur Zylinderachse verschiebbar gelagert ist. Der Kurbelschleifenrahmen ist mit den beiden Einlaßkolben starr, vorzugsweise aber einstückig, verbunden. Infolge des vom Kurbelschleifenrahmen in Richtung der Zylinderachse benötigten langen Bewegungsraums würde sich hier, wenn ein Ölabstreifring erforderlich ist, bei der üblichen Anord nung des Ölabstreifrings am kurbelwellenseitigen Kolbenende ein wesent lich größerer Raumbedarf des Motors in Richtung der Zylinderachse ergeben als bei Verwendung eines Kurbelstangentriebs.Use is a further advantageous embodiment of the invention a crank loop drive for the intake engine, especially in egg nem 180 ° V motor, proposed. It is on the middle crank pin a split sliding block rotatably mounted, which is also in a crank loop frame is mounted transversely to the cylinder axis. The Crank loop frame is rigid with the two inlet pistons, preferably but in one piece, connected. As a result of the from the crank loop frame in Long movement space required in the direction of the cylinder axis would increase here if an oil control ring is required, in the usual arrangement oil scraper ring on the crankshaft end of the piston Lich larger space requirement of the engine in the direction of the cylinder axis result than when using a crank rod drive.

Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß die inneren Stirnseiten der Hauptlagerzapfen der Kurbelwelle in dem vom mittleren Kurbelzapfen radial abgewandten Bereich einen Abstand von der Zylinderachse haben, der minde stens dem Radius des Einlaßkolbens entspricht und daß der Einlaßkolben im Gaswechseltotpunkt in den Raum zwischen diesen beiden Stirnseiten einge taucht ist. In Verbindung damit wird vorgeschlagen, daß, wenn ein Ölab streifring erforderlich ist, der Ölabstreifring im Einlaßzylinder ange ordnet ist und das Öl vom Einlaßkolben abstreift.To avoid this, it is proposed that the inner end faces of the Main bearing journal of the crankshaft in the radial direction from the middle crankpin facing away from the cylinder axis, the minimum least corresponds to the radius of the inlet piston and that the inlet piston in Gas exchange dead center in the space between these two faces is diving. In connection with this, it is proposed that when an oil drain oil ring is required, the oil ring in the inlet cylinder is arranged and wipes the oil from the inlet piston.

Hierdurch kann der Kolbenboden des Einlaßkolbens wesentlich näher an der Kurbelwellendrehachse angeordnet werden, so daß die erforderliche Baulän ge in Richtung der Zylinderachse sogar erheblich kleiner ist als bei ei nem Motor mit Kurbelstangentrieb. Die erreichbare Einsparung an Baulänge im Vergleich zum Kurbelstangentrieb beträgt etwa die Hälfte des Einlaß kolbenhubs.This allows the piston crown of the inlet piston to be much closer to the Crankshaft axis of rotation are arranged so that the required construction ge in the direction of the cylinder axis is even considerably smaller than with egg engine with crank drive. The achievable saving in overall length compared to the crank rod drive is about half of the inlet piston strokes.

Die hier vorgeschlagene Ausbildung der Kurbelwelle, normalerweise in Ver bindung mit der dazu vorgeschlagenen Anordnung eines Ölabstreifrings, ist auch beim Einzylindermotor oder Mehrzylinder-Reihenmotor anwendbar, wenn der Kurbelschleifenrahmen, vorzugsweise an seinem vom Einlaßkolben abge wandten Ende, zusätzlich geführt wird. Sie ist auch in Verbindung mit dem Kurbelstangentrieb prinzipiell verwendbar, hier aber in den meisten Fäl len kaum vorteilhaft.The design of the crankshaft proposed here, usually in Ver binding with the proposed arrangement of an oil scraper ring, is also applicable to single-cylinder or multi-cylinder in-line engines, if the crank loop frame, preferably at its abge from the inlet piston turned end, is additionally performed. It is also in connection with the Crank rod drive can be used in principle, but here in most cases len hardly advantageous.

Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer gezeichneter Ausführungs beispiele veranschaulicht. Es zeigenThe invention based on several drawn embodiment examples illustrated. Show it

Fig. 1 einen Einzylinderdieselmotor mit Kurbelstangentrieb für Einlaß- und Auslaßkolben, Fig. 1 shows a single cylinder diesel engine with crank-pinion drive for inlet and Auslaßkolben,

Fig. 2 die Kurbelwellenanordnung eines Zweizylinder-Reihenmotors mit Kurbelstangentrieb für Einlaß- und Auslaßkolben, Fig. 2 shows the crankshaft assembly of a two-cylinder in-line engine with crank-pinion drive for inlet and Auslaßkolben,

Fig. 3 und 4 einen Zweizylinder-180°-V-Dieselmotor mit Kurbelschleifen trieb für Einlaß- und Auslaßkolben. FIGS. 3 and 4 a two-cylinder 180 ° V-diesel engine with crank drive loops for inlet and Auslaßkolben.

1 - Zylinderblock
1* - Zylinderachse
1a - Einlaßzylinder
1b - Auslaßzylinder
1c - Verdichtungsraum (Brennraum)
2, 2a, 2b - Einlaßkolben
2c - Kurbelschleifenrahmen (für Einlaßkolben)
3 - Auslaßkolben
3a - Spülgebläsekolben
4* - Kurbelwellendrehachse
4a - mittlerer Kurbelzapfen
4b - Hauptlagerzapfen (abtriebseitig)
4c - Hauptlagerzapfen
4d - äußerer Kurbelzapfen (abtriebseitig)
4e - äußerer Kurbelzapfen
4f - Anschlußzapfen (abtriebseitig)
4g - Kurbelwange (am mittleren Kurbelzapfen)
4h - Kurbelwange (am äußeren Kurbelzapfen innen)
4i - Kurbelwange (am äußeren Kurbelzapfen außen)
4j - innere Stirnseite (des Hauptlagerzapfens)
5 - Einlaßpleuel
6 - Auslaßpleuel
7 - Schwungrad
8 - Zahnrad
9 - Ölpumpe
10 - Einspritzpumpennocken
11 - Kraftstoffeinspritzpumpe
12 - Antriebsrad für Nebenaggregate
13 - Kurbelwange (zwischen zwei Zylindern)
14 - Gleitstein (für Einlaßkurbelschleifentrieb)
15 - Gleitstein (für Auslaßkurbelschleifentrieb)
16 - Kolbenring
17 - Kurbelschleifenrahmen (für Auslaßkolben)
18 - Ölabstreifring 1 - cylinder block
1 * - cylinder axis
1 a - inlet cylinder
1 b - exhaust cylinder
1 c - compression chamber (combustion chamber)
2, 2 a, 2 b - inlet piston
2 c - crank loop frame (for intake pistons)
3 - exhaust piston
3 a - Purge blower piston
4 * - crankshaft rotation axis
4 a - middle crank pin
4 b - main bearing journal (output side)
4 c - main bearing journal
4 d - outer crank pin (output side)
4 e - outer crank pin
4 f - connection spigot (output side)
4 g - crank arm (on the middle crank pin)
4 h - crank arm (on the outer crank pin inside)
4 i - crank web (on the outer crank pin outside)
4 j - inner end face (of the main bearing journal)
5 - Inlet connecting rods
6 - outlet connecting rod
7 - flywheel
8 - gear
9 - oil pump
10 - Injection pump cams
11 - Fuel injection pump
12 - Drive wheel for auxiliary units
13 - crank arm (between two cylinders)
14 - sliding block (for inlet crank loop drive)
15 - sliding block (for exhaust crank loop drive)
16 - piston ring
17 - crank loop frame (for exhaust pistons)
18 - Oil control ring

Bei dem Motor in Fig. 1 ist der Durchmesser des Auslaßkolbens (3) 0,866mal und der Hub 0,4mal so groß wie der des Einlaßkolbens (2). Die Kur belwelle hat einen mittleren Kurbelzapfen (4a) für das Einlaßpleuel (5) und zwei äußere Kurbelzapfen (4d, 4e) für die beiden langen Auslaßpleuel (6). Zwischen dem mittleren und den beiden äußeren Kurbelzapfen ist je ein sehr schmaler Hauptlagerzapfen (4b und 4c) angeordnet. Da der Auslaß kolbenhub kleiner als der Durchmesser der äußeren Kubelzapfen ist, liegt die Kurbelwellendrehachse (4*) innerhalb des Kurbelzapfenquerschnitts. Infolgedessen ist die Durchmesserüberschneidung insbesondere zwischen dem abtriebseitigen Kurbel- (4d) und Hauptlagerzapfen (4b) so groß, daß für die Übertragung des Biegemoments zwischen beiden Zapfen gar keine Kurbel wange erforderlich wäre. Um aber für die Übertragung des Torsionsmoments den Kurbelzapfenquerschnitt voll auszunutzen und dadurch mit einem annä hernd minimalen Hauptzapfen- und Kurbelzapfendurchmesser auszukommen, ist zwischen den beiden Zapfen eine sehr schmale Kurbelwange (4h) angeordnet. Die beiden Hauptlager nehmen zusammen nur die Differenz zwischen der Gas kraft des Einlaß- und des Auslaßkolbens auf; dies sind im vorliegenden Fall 25% der Gaskraft des Einlaßkolbens. Infolgedessen genügt für sie die für die Ölzuführung nötige Lagerbreite. Diese geringe Lagerbreite in Verbindung mit der sehr geringen Breite der Kurbelwange (4h) am äußeren Kurbelzapfen läßt noch genügend Raum für die biegefeste und -steife Aus bildung der Kurbelwangen (4g) am mittleren Kurbelzapfen.In the engine in Fig. 1, the diameter of the exhaust piston ( 3 ) is 0.866 times and the stroke 0.4 times as large as that of the intake piston ( 2 ). The Kur belwelle has a central crank pin ( 4 a) for the inlet connecting rod ( 5 ) and two outer crank pins ( 4 d, 4 e) for the two long outlet connecting rods ( 6 ). A very narrow main bearing journal ( 4 b and 4 c) is arranged between the middle and the two outer crank pins. Since the outlet piston stroke is smaller than the diameter of the outer pin, the crankshaft axis of rotation ( 4 *) lies within the cross section of the pin. As a result, the diameter overlap, in particular between the output-side crank ( 4 d) and main bearing journal ( 4 b), is so large that no crank cheek would be required for the transmission of the bending moment between the two journals. However, in order to fully utilize the crank pin cross-section for the transmission of the torsional moment and thereby get by with an approximately minimal main pin and crank pin diameter, a very narrow crank arm ( 4 h) is arranged between the two pins. The two main bearings together take up only the difference between the gas force of the inlet and outlet pistons; in the present case this is 25% of the gas force of the intake piston. As a result, the bearing width necessary for the oil supply is sufficient for them. This small bearing width in connection with the very small width of the crank arm ( 4 h) on the outer crank pin still leaves enough space for the rigid and rigid formation of the crank arm ( 4 g) on the middle crank pin.

Auch zwischen dem abtriebseitigen Kurbelzapfen (4d) und dem Anschlußzapfen (4f) zum Schwungrad (7) genügt eine sehr schmale Kurbelwange (4i) zur Drehmomentübertragung, so daß das Schwungrad (7) unmittelbar neben dem Zylinderblock (1) angeordnet ist.Also satisfies between the driven-side crank pin (4 d) and the connecting pin (4 f) to the flywheel (7) a very narrow crank arm (4 i) for torque transmission, so that the flywheel (7) is arranged immediately adjacent to the cylinder block (1).

Am gegenüberliegenden Kurbelwellenende ist dicht neben dem Kurbelzapfen (4e) das Zahnrad (8) zum Antrieb der Ölpumpe (9) und der Einspritzpumpen nocken (10) angeordnet. Der Zylinderblock (1) hat auch im Kurbelgehäuse bereich nur die Mindestbreite, die für die Von-oben-Montage der am Aus laßkolben (3) vormontierten Auslaßpleuel (6) erforderlich ist. Außerhalb des Zylinderblocks ist unmittelbar anschließend die Kraftstoffeinspritz pumpe (11) und das Antriebsrad (12) für Nebenaggregate angeordnet. Dies alles beweist die außerordentliche Kompaktheit des vorgeschlagenen Gegenkolbenmotors in Richtung der Kurbelwellendrehachse (4*).At the opposite end of the crankshaft, the gear ( 8 ) for driving the oil pump ( 9 ) and the injection pump cam ( 10 ) is arranged close to the crank pin ( 4 e). The cylinder block ( 1 ) also has only the minimum width in the crankcase area, which is required for the top-mounting of the outlet connecting rod ( 6 ) pre-assembled on the outlet piston ( 3 ). Outside the cylinder block, the fuel injection pump ( 11 ) and the drive wheel ( 12 ) for auxiliary units is arranged immediately afterwards. All of this proves the extraordinary compactness of the proposed counter-piston engine in the direction of the crankshaft axis of rotation ( 4 *).

Die Ölzuführung zur Kurbelwelle erfolgt nur an dem einen Hauptlager mit dem kleineren Durchmesser und die Ölverteilung zu allen übrigen Kurbelwel lenlagern durch nur 2 schräge Hauptbohrungen. Dadurch ist die benötigte Ölpumpenförder- und -antriebsleistung außerordentlich klein. Unmittelbar am Auslaßkolben (3) ist der Spülgebläsekolben (3a) des Kolben spülgeläses angeordnet. Diese Anordnung benötigt den geringstmöglichen Raum-, Masse- und Bauaufwand und prinzipiell auch den kleinstmöglichen Be darf an Antriebsleistung für das Spülgebläse. Wegen des kleinen Auslaß kolbenhubs ist auch bei Maximaldrehzahl die Kolbengeschwindigkeit des Spülgebläsekolbens und damit auch die Strömungsgeschwindigkeit und der Druckverlust in den selbsttätigen Ventilen des Spülgebläses relativ klein, so daß der theoretisch fast 100% betragende adiabatische Wir kungsgrad des direkt vom Auslaßkolben angetriebenen Kolbenspülgebläses auch praktisch annähernd erreicht wird.The oil supply to the crankshaft takes place only at one main bearing with the smaller diameter and the oil distribution to all other crankshaft lenlager through only 2 oblique main bores. As a result, the required oil pump delivery and drive power is extremely small. Immediately on the outlet piston ( 3 ), the rinsing blower piston ( 3 a) of the rinsing piston is arranged. This arrangement requires the least possible space, mass and construction effort and in principle also the smallest possible need for drive power for the flushing fan. Because of the small exhaust piston stroke, the piston speed of the flushing fan piston and thus also the flow speed and the pressure loss in the automatic valves of the flushing fan are relatively small, so that the theoretically almost 100% adiabatic efficiency of the piston flushing fan driven directly by the exhaust piston is also practically approximate is achieved.

Die translatorische Masse des Auslaßkolbentriebs ist wegen des Massenaus gleichs 2,5mal so groß wie die des Einlaßkolbentriebs. Dies ermöglicht eine sehr reichliche Dimensionierung des Auslaßkolbentriebs mit der Folge niedriger Beanspruchung, weswegen die Auslaßpleuel kostengünstig als Guß teile hergestellt werden können. Wegen des kleinen Auslaßkolbenhubs ist auch die von der eigenen Fliehkraft verursachte Biegespannung im Pleuel schaft der Auslaßpleuel trotz der großen Pleuellänge auch bei der höch sten vom Einlaßtriebwerk ertragbaren Drehzahl nur mäßig groß.The translational mass of the exhaust piston drive is due to the mass 2.5 times as large as that of the intake piston drive. this makes possible a very ample dimensioning of the exhaust piston drive with the result low stress, which is why the outlet connecting rods are inexpensive to cast parts can be manufactured. Because of the small exhaust piston stroke also the bending stress in the connecting rod caused by the centrifugal force Despite the large connecting rod length, the outlet connecting rod also fits the highest Most speed that can be tolerated by the intake engine is only moderately high.

Der Verdichtungsraum (Brennraum) (1c) ist im Auslaßzylinder (1b) zwischen den unzerklüfteten Kolbenböden des Einlaß- und Auslaßkolbens angeordnet und hat eine verhältnismäßig kleine wärmeabführende Oberfläche. Er ist infolge des kleineren Auslaßkolbendurchmessers ausreichend kompakt und befindet sich vollständig im Spülstrom. Die Drallzahl erhöht sich beim Eintritt des Spülstroms vom Einlaßzylinder (1a) in den Auslaßzylinder (1b) infolge der Durchmesserverminderung um 33% und hat auch im Verbren nungstotpunkt dieselbe Größe. Die Stufe zwischen Einlaß- und Auslaßzylin der wirkt der fliehkraftbedingten Tendenz zur Konzentration des Spül stroms auf den zylinderwandnahen Bereich entgegen.The compression chamber (combustion chamber) ( 1 c) is arranged in the exhaust cylinder ( 1 b) between the uncracked piston crowns of the intake and exhaust pistons and has a relatively small heat-dissipating surface. Due to the smaller outlet piston diameter, it is sufficiently compact and is completely in the flushing flow. The number of swirls increases when the flushing stream enters from the inlet cylinder ( 1 a) into the outlet cylinder ( 1 b) due to the diameter reduction by 33% and also has the same size in the combustion dead center. The step between the inlet and outlet cylinders counteracts the centrifugal force-related tendency to concentrate the flushing flow on the area near the cylinder wall.

All dies ergibt trotz des verhältnismäßig kleinen Gesamthubs und der da durch ermöglichten geringen Motorhöhe und Motormasse eine hohe thermodyna mische Qualität des Motors mit der Folge niedrigen Kraftstoffverbrauchs und hoher Leistung.All this results in spite of the relatively small total stroke and that there high thermodynamics due to the low motor height and mass mixed quality of the engine resulting in low fuel consumption and high performance.

Die in Fig. 2 gezeigte Kurbelwellenanordnung für einen Zweizylinder- Reihenmotor basiert auf den Hauptabmessungen des Einzylindermotors nach Fig. 1. Sie besteht im Prinzip aus zwei aneinandergefügten Einzylinder kurbelwellen, deren beide einander benachbarte äußere Kurbelzapfen (4d, 4e) durch eine schmale Kurbelwange (13) einstückig verbunden sind. Diese Kurbelwange ist zur möglichst gleichmäßigen Übertragung des Torsionsmo ments auf die anschließenden Kurbelzapfen (4d, 4e) als großflächige Schei be und im vorliegenden Ausführungsbeispiel zugleich als Antriebszahnrad für Nebenaggregate ausgebildet. Eines der sonst zwischen dem mittleren (4a) und äußeren Kurbelzapfen (4d, 4e) angeordneten Hauptlager ist ent fallen, so daß sich nur noch ein Hauptlagerzapfen (4c) zwischen den Zy linderachsen (1*) der einander benachbarten Zylinder befindet. The crankshaft arrangement shown in Fig. 2 for a two-cylinder in-line engine is based on the main dimensions of the single-cylinder engine according to Fig. 1. It consists in principle of two joined-together single-cylinder crankshafts, both of which are adjacent outer crank pins ( 4 d, 4 e) by a narrow crank arm ( 13 ) are integrally connected. This crank arm is designed to transmit the torsional moment to the subsequent crank pin ( 4 d, 4 e) as evenly as possible and, in the present exemplary embodiment, is also designed as a drive gear for auxiliary units. One of the otherwise between the middle ( 4 a) and outer crank pin ( 4 d, 4 e) arranged main bearing is ent, so that there is only one main bearing pin ( 4 c) between the cylinder axes ( 1 *) of the adjacent cylinders .

Fig. 3 und 4 zeigen die Anwendung der Erfindung an einem 180°-V-Motor bei gleichzeitiger Verwendung von Kurbelschleifentrieben für Einlaß- und Aus laßkolben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurden mit Rücksicht auf die Besonderheiten des einlaßkolbenseitigen Kurbelschleifentriebs gleich große Durchmesser für Einlaß- und Auslaßkolben gewählt und dabei zugunsten höch ster Kompaktheit eine weniger gute Spülqualität in Kauf genommen. Die beiden Einlaßkolben (2a, 2b) sind mit dem Kurbelschleifenrahmen (2c) einstückig verbunden. In dem letzteren ist ein geteilter Gleitstein (14) verschiebbar gelagert, der zugleich auf dem mittleren Kurbelzapfen (4a) drehbar gelagert ist. Der mittlere Kurbelzapfen (4a) ist über Kurbelwangen (4g) mit scheibenähnlichen Hauptlagerzapfen (4b, 4c) verbunden. An letz tere schließen sich unmittelbar, also ohne Kurbelwangen, die äußeren Kur belzapfen (4d, 4e) an. Auf letzteren sind geteilte Gleitsteine (15) dreh bar gelagert, die zugleich in den beiden Kurbelschleifenrahmen (16) ver schiebbar gelagert sind. Letztere sind jeweils über ihre beiden zueinander entgegengesetzt gerichteten Anschlußarme starr mit den beiden Auslaßkol ben (3) verbunden. Die äußeren Fortsetzungen der Kurbelwelle entsprechen denen in Fig. 1. FIGS. 3 and 4 show the application of the invention on a 180 ° V-engine laßkolben with simultaneous use of a slider crank drives for inlet and off. In this embodiment, the same diameters were chosen for the inlet and outlet pistons, taking into account the peculiarities of the crankshaft drive on the intake piston side, and a less good flushing quality was accepted in favor of maximum compactness. The two inlet pistons ( 2 a, 2 b) are connected in one piece to the crank loop frame ( 2 c). In the latter, a split sliding block ( 14 ) is slidably mounted, which is also rotatably mounted on the central crank pin ( 4 a). The middle crankpin (4 a) via crank webs (4 g) with disk-like main bearing journal (4 b, 4 c), respectively. The outer cure pin ( 4 d, 4 e) is connected to the latter immediately, i.e. without crank webs. In the latter, split sliding blocks ( 15 ) are rotatably supported, which are also slidably mounted in the two crank loop frames ( 16 ). The latter are each rigidly connected to the two Auslaßkol ben ( 3 ) via their two opposite connecting arms. The outer continuations of the crankshaft correspond to those in FIG. 1.

Der Zylinderblock (1) ist mit Rücksicht auf den Zusammenbau des Motors in der Kurbelwellendrehachse (4*) geteilt.The cylinder block ( 1 ) is divided in the crankshaft axis of rotation ( 4 *) in view of the assembly of the engine.

Die Ölabstreifringe (18) für die Einlaßkolben (2a, 2b) sind im Einlaßzy linder (1a) in der Nähe der Spülschlitze, unmittelbar unterhalb der Lage des Kolbenrings (16) im Gaswechseltotpunkt, angeordnet und streifen das Öl von den Einlaßkolben ab. Der Einlaßkolben (2a) taucht in seinem Gas wechseltotpunkt in den Raum zwischen den beiden Hauptlagerzapfen (4b, 4c) ein. Durch diese beiden Maßnahmen wird die extrem kurze Bauweise in Richtung der Zylinderachse (1*) erreicht.The oil control rings ( 18 ) for the inlet pistons ( 2 a, 2 b) are arranged in the inlet cylinder ( 1 a) near the flushing slots, immediately below the position of the piston ring ( 16 ) in the gas exchange dead center, and strip off the oil from the inlet pistons . The inlet piston ( 2 a) dips into its gas alternating dead center in the space between the two main bearing journals ( 4 b, 4 c). These two measures result in the extremely short construction in the direction of the cylinder axis ( 1 *).

Zum problemlosen Einführen des Einlaßkolbens (2a, 2b) in den Ölabstreif ring (18) beim Zusammenbau des Motors wird der Ölabstreifring zuvor durch einen Montagekonus gespreizt, der dann durch das offene Ende des Auslaßzy linders (1b) entfernt wird. Um den Montagekonus unkompliziert ausführen und problemlos entfernen zu können, wurde der Durchmesser des Auslaßkol bens gleich dem des Einlaßkolbens gewählt.For easy insertion of the inlet piston ( 2 a, 2 b) in the oil control ring ( 18 ) when assembling the engine, the oil control ring is previously spread by an assembly cone, which is then removed by the open end of the Auslaßzy cylinder ( 1 b). In order to make the assembly cone straightforward and easy to remove, the diameter of the exhaust piston was chosen to be the same as that of the intake piston.

Prinzipielle kinematische Vorteile des Kurbelschleifentriebs gegenüber dem Kurbelstangentrieb für den Einlaßkolben sind das Fehlen der Massenkräfte zweiter und höherer Ordnung und die geringere Kolbenbeschleunigung um den Verbrennungstotpunkt, die zwar einerseits einen geringfügig größeren Wär meübergangsverlust verursacht, aber andererseits im oberen Lastbereich ein geringfügig höheres effektives Expansionsverhältnis ermöglicht, was eventuell einen geringfügig höheren indizierten Wirkungsgrad zur Folge hat. Dafür ist allerdings die Kolbenbeschleunigung um den Gaswechseltot punkt größer, wodurch eine größere Höhe der Spülschlitze und ein größerer Hub und/oder ein größerer Durchmesser des Auslaßkolbens erforderlich sind. Dies ist ebenfalls mit ein Grund für die Wahl gleich großer Durchmesser für Einlaß- und Auslaßkolben bei diesem Ausführungsbeispiel. Hinsichtlich des Massenausgleichs bringt der Kurbelschleifentrieb am Ein laßkolben beim 180°-V-Motor keine Vorteile, denn auch die Massenkräfte hö herer Ordnung des Kurbelstangentriebs sind beim 180°-V-Motor vollständig ausgeglichen. Es ergeben sich aber durch den Einlaßkurbelschleifentrieb speziell am 180°-V-Motor folgende Vorteile:Principal kinematic advantages of the crank loop drive compared to the Crank rod drive for the intake piston is the lack of inertia second and higher order and the lower piston acceleration around the Burn dead center, which on the one hand has a slightly larger heat Transition loss caused, but on the other hand in the upper load range a slightly higher effective expansion ratio enables what possibly result in a slightly higher indexed efficiency Has. In return, however, the piston acceleration around the gas exchange dead point larger, which means a larger height of the flushing slots and a larger one Stroke and / or a larger diameter of the outlet piston are required. This is also one of the reasons for choosing diameters of the same size for intake and exhaust pistons in this embodiment. With regard to the mass balance, the crank loop drive brings on Let pistons in the 180 ° V engine have no advantages, because the mass forces are higher The order of the crank rod drive is complete with the 180 ° V engine balanced. But it results from the inlet crank loop drive The following advantages, especially on the 180 ° V motor:

- By integrally connecting the two intake pistons to the crank Loop frame is both the manufacturing effort and the trans regulatory mass kept low.
- The gas forces acting on both sides rise together with the masses partially force in the piston, so that the resulting force on the Sliding block of the crank loop low and thus the bearing friction only is moderately large.
- The large support base of the one-piece double piston against the Tipping moment, which is also relative due to the partial force compensation is small, gives low transverse support forces on the two inlet pistons and therefore low piston friction. Let this and the moderate bearing friction mechanical efficiency similar to that of crank rods drive expected.

Claims

1. Two-stroke counter-piston engine, especially diesel engine, in which the two oppositely interacting pistons via direct force flow elements, such as. B. connecting rods or parts of a crank loop drive act on a common crankshaft, the axis of rotation of which intersects or crosses the cylinder axis right-angled, the crankshaft having three crank pins, of which the middle with the crankshaft-near piston and the two about 180 ° crank angle staggered outer cure are connected to the piston remote from the crankshaft, characterized in that
that the piston remote from the crankshaft is the outlet piston ( 3 ),
that it is less than or equal in diameter and much smaller in stroke than the inlet piston ( 2 )
and that the main journal ( 4 b, 4 c) of the crankshaft, but at least one main journal, between the middle ( 4 a) and the outer crank pin ( 4 d, 4 e) are arranged.

2. Two-stroke counter-piston engine according to claim 1, characterized in that the stroke of the exhaust piston ( 3 ) is smaller than the diameter of the outer crank pin, in particular the crank pin output ( 4 d).

3. Two-stroke counter-piston engine according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter of the exhaust piston ( 3 ) is 0.75 to 0.9 times as large as that of the intake piston ( 2 ).

4. Two-stroke counter-piston engine according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that the stroke of the exhaust piston ( 3 ) is 0.35 to 0.5 times as large as that of the intake piston ( 2 ).

5. Two-stroke counter-piston engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that a substantially disc-shaped compression chamber (combustion chamber) ( 1 c) is arranged between the displacements of the intake and exhaust pistons, the diameter of which is equal to or approximately equal to the diameter of the exhaust cylinder ( 1 b).

6. Two-stroke counter-piston engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the exhaust cylinder ( 1 b) instead of meh rerer exhaust ports separated by webs only a seamless, annularly extending around the entire cylinder circumference outlet slot is arranged.

7. Two-stroke counter-piston engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that two cylinders are arranged opposite each other on both sides of the crankshaft and their opposing intake and exhaust engines ge each tap on the same course ( 4 a, 4 d, 4 e ) act (180 ° V motor).

8. two-stroke counter-piston engine according to claim 1 or 7, characterized in that a plurality of cylinders or 180 ° -V-cylinder pairs in the direction of the cure belwellendrehachse ( 4 *) are lined up that the adjacent neighboring crank pin ( 4 d, 4th e) adjacent cylinders are connected by a preferably disk-shaped crank arm ( 13 ) and that only one main bearing is arranged between the cylinder axes ( 1 *) of adjacent cylinders.

9. Two-stroke counter-piston engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the exhaust piston ( 3 ) is connected to the crankshaft by means of two crank-pinion drives arranged on both sides of the cylinder ( 4 d, 4 e) of the crankshaft, the two crank-loop frames ( 17 ) are rigidly connected to the exhaust piston.

10. Two-stroke counter-piston engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the inlet piston ( 2 a, 2 b) is connected to the central crank pin ( 4 a) of the crank shaft by means of a crank loop drive, a crank loop frame ( 2 c ) rigid, but preferably in one piece, is connected to the inlet piston.

11. Two-stroke counter-piston engine according to claim 10, characterized in that the inner end faces ( 4 j) of the main bearing journal ( 4 b, 4 c) of the cure belwelle in the radially facing away from the central crank pin ( 4 a) Be a distance from the cylinder axis ( 1 *), which corresponds at least to the radius of the inlet piston ( 2 a, 2 b), and that the inlet piston is immersed in the gas exchange dead center in the space between the two main bearing journals ( 4 b, 4 c).

12. Two-stroke counter-piston engine according to claim 11, characterized in that an oil scraper ring ( 18 ) is arranged in the inlet cylinder ( 1 a), which strips the oil from the outside diameter of the inlet piston ( 2 a, 2 b).