DE4140627C2

DE4140627C2 -

Info

Publication number: DE4140627C2
Application number: DE19914140627
Authority: DE
Inventors: Kurt 8501 Eckental De Jurack
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1993-07-01
Also published as: DE4140627A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit doppeltwirkenden Arbeitskolben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Brennkraftmaschinen sind aus der DE-OS 25 04 119 und DE-OS 25 14 068 bekannt. Eine Zweitakt- Brennkraftmaschine ähnlicher Bauart ist aus der DE-PS 8 37 191 in Verbindung mit der DE-PS 8 32 807 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Brennkraftmaschine hinsichtlich des Ladungswechsels zu ver bessern.

Dazu dienen die Merkmale des Kennzeichenteils des Patentan spruchs 1.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Brenn kraftmaschine zeigen die Unteransprüche.

Nachstehend wird anhand der Zeichnung ein Ausfürungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Es zeigen:

die Abb. 1 die Brennkraftmaschine mit doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 im Schnitt und die zwei Steuerschieber 10a u. 10b,

die Abb. 2 den Zylinder 1 um 90° gekippt im Schnitt mit den Steuerwalzen 21a-21d und die Mem branen 22a-22d,

die Abb. 3 das Rootsgebläse 33 mit dem Steuer schieber 10b und Druckluftleitung 34,

die Abb. 4 die Brennkraftmaschine mit den Druckluftlei tungen 32a u. 32b,

die Abb. 5 die doppeltwirkenden Arbeitskolben 52 und 53 in den Zylindern 54 u. 55 in Boxer bauweise, die mit der Pleuelstange 43 auf den Kurbelzapfen 40 wirken.

Die Brennkraftmaschine hat zwei parallel nebeneinander liegende Zylinder 1 u. 2 und zwei doppeltwirkende Arbeits kolben 3 u. 4, die in den Zylindern 1 u. 2 auf- und ab wärtsgleiten. Durch die Verwendung der doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 entsteht im O. T. und U. T. je ein Arbeitstakt. Die doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 sind mit dem Kolbenbolzen 13 verbunden, dieser ist im Pleuelkopf 13a der Pleuelstange 12 gelagert und diese wiederum mit dem Kurbelzapfen 40 verbunden. Der Kurbel zapfen 40 hat Sitz in der Kurbelwelle 16, womit die glei tende Bewegung in die rotierende hergestellt ist.

Wenn die doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 in den Zylindern 1 u. 2 mit ihren Oberflächen im O. T. stehen, erfolgt die Zündung des Kraftstoffgemisches in den Brenn räumen der Zylinderköpfe 5a u. 5c mit Glüh- oder Zünd kerzen 6a u. 6c, je nachdem, ob ein Diesel- oder Otto motor ausgeführt ist. Bei der nachfolgenden Abwärtsbewe gung der doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 entsteht der erste Arbeitstakt. Nach Erreichung der Auslaßschlit ze 7a u. 7c strömen die verbrannten Gase mit noch hohem Druck durch die Steuerwalzen 21a und 21c und durch die Auslaßkanäle 24a u. 24c in den Auslaßtrakt. Dabei entsteht ein Unterdruck in den Zylindern 1 u. 2, so daß Luft durch die Membranen 22a u. 22c in die Zylinder 1 u. 2 gesaugt wird, und die Restgase ausgespült werden.

Inzwischen haben die doppeltwirkenden Kolben 3 u. 4 mit ihren Kolbenunterflächen den U. T. erreicht und das in den Brennräumen der Zylinderköpfe 5b u. 5d befindliche Gemisch verdichtet und je nach Verfahren mit den Glüh- oder Zündkerzen 6b u. 6d gezündet, und der zweite Arbeits takt läuft bei einer Umdrehung der Kurbelwelle 16 ab. Bei der folgenden Aufwärtsbewegung der doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 haben sie mit ihrer Kolbenoberfläche die Auslaßschlitze 7a u. 7c fast verschlossen und die Einlaßschlitze 8a u. 8c werden von den Steuerschie bern 10a u. 10b geöffnet und stellen die Verbindung mit den Steuerkanälen 11a u. 11c zu den Druckluftschlit zen 9a u. 9c her. Die Luft aus dem Druckluftbehäl ter 31 strömt mit hohem Druck in die Zylinder 1 u. 2 ein, bis die doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 die Druck luftschlitze 9a u. 9c verschlossen haben. Zu diesem Zeit punkt erfolgt die Kraftstoffeinspritzung über die Einspritz düsen 30a u. 30c und im O. T. die Zündung. Der gleiche Ablauf erfolgt jeweils im oberen und unteren Totpunkt der doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4. Da im O. T. und U. T. das Brennstoffluftgemisch gezündet wird, werden zwei Arbeitstakte mit einer Umdrehung der Kurbel welle 16 erreicht, so daß dieser Motor mit einem Vierzylin der 2-Takt- oder Achtzylinder 4-Taktmotor vergleichbar ist.

Das Rootsgebläse 33 saugt gemäß Abb. 3 Luft für die Zylin derfüllung der Zylinder 1 u. 2 über das Filter 35 ein, verdichtet die Luft und drückt diese über eine Druckluft leitung 34 und ein Steuerventil 23 in den Druckluft behälter 31. Von da aus wird die unter hohem Druck ste hende Luft über die Druckluftleitungen 32a u. 32b zu den Steuerschiebern 10a u. 10b befördert und durch Öffnen der Steuerschieber 10a u. 10b zum bestimmten Zeitpunkt, wie vorab bereits beschrieben, in die Zylinder 1 u. 2 gedrückt.

Die Motordrehzahl wird durch Verändern der Leitungsquer schnitte der Druckluftleitungen 32a u. 32b durch die Luftschieber 42a u. 42b bestimmt, die an das Fußpedal angeschlossen sind. Der Sensor 38 zeigt den im Druckluft behälter 31 vorhandenen Druck an, und das Überdruckven til 37 reguliert den zulässigen Druck im Druckluftbehäl ter 31. - Die Schmierung des Rootsgebläses 33, der doppelt wirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 und sämtlicher Aggregate erfolgt durch Öleinspritzung über den Ölanschluß 39 in das Rootsgebläse 33, so daß der Ölfilm alle beweglichen Teile schmiert. Die Steuerwalzen 21a-21d stellen die günstigsten Auslaßquerschnitte der Drehzahl entsprechend elektronisch oder mechanisch mit dem Fußpedal gekuppelt her. - Der nach der Abb. 1-4 beschriebene Motor mit doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 wird gemäß Abb. 5 in Boxerausführung mit denselben Arbeitsabläufen weiter beschrieben; die doppeltwirkenden Arbeitskolben 52 u. 53 haben eine zweite Pleuelstange 43 und sind auch mit dem Kurbelzapfen 40 der Kurbelwelle 16 verbunden, so daß sich bei der Boxerausführung die Arbeitstakte verdoppeln und bei einer Kurbelwellenumdrehung vier Arbeitstakte er folgen und als Zweizylinder einen Achtzylinder 2-Taktmo tor ersetzen. Die nach Abb. 1 bis 5 beschriebene Konstruktion der doppeltwirkenden Arbeitskolben 3 u. 4 und 52 und 53, die in den Zylindern 54 u. 55 auf- und abwärtsgleiten und auf den Kurbelzapfen 40 wirken, läßt sich noch mit weite ren Zylindern wie 1 u. 2 auf dem Gehäuse 17 versetzt er weitern oder durch zusätzliche Kurbelwellen vervielfachen. Der Kolbenbolzen 13 und Kurbelzapfen 40 werden mit Öl mittels Ölpumpe geschmiert.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit mindestens zwei parallel nebenein anderliegenden Zylindern (1, 2), in denen doppeltwirkende Arbeitskolben (3, 4) auf- und abwärtsgleiten, die mit einem Kolbenbolzen (13) miteinander verbunden sind. Dieser Kolbenbolzen (13) ist im Pleuelkopf (13a) einer Pleuelstange (12) gelagert, die anderenends auf einem Kurbelzapfen (40), einer Kurbelwelle (16) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Brennkraftmaschine im Zweitaktverfahren arbeitet,
- ein durch ein Rootsgebläse (33) befüllbarer Druckluft behälter (31) vorgesehen ist,
- zur Steuerung der Zylinderfüllung jedem Zylinder (1, 2) zugeordnete Steuerschieber (10) vorgesehen sind, durch welche Einlaßschlitze (8) und Druckluftschlitze (9), die mit dem Druckluftbehälter (31) in Verbindung stehen, steuerbar sind,
- durch Aufladungs- und Ladungswechselvorgänge wer den bei einer Umdrehung der Kurbelwelle vier Zündungen erreicht,
- zur Steuerung von Auslaßschlitzen (7) in den Zylin dern (1, 2) Steuerwalzen (21) vorgesehen sind, welche der Drehzahl entsprechend die Auslaßquerschnitte ver ändern,
- in den Zylindern (1, 2) Öffnungen vorgesehen sind, die durch Membranen (22) steuerbar sind, durch die Frisch luft in die Zylinder gesaugt und Restgase ausgespült werden.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftbehälter (31) die vom Rootsgebläse (33) erzeugte und verdichtete Luft über ein Steuerventil (23) aufnimmt.

3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überdruckventil (37) den Druck luftbehälter (31) gegen zu hohen Druck absichert.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (38) den Luftdruck im Druckluftbehälter (31) anzeigt.

5. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Luftschieber (42) die Öffnungs querschnitte in Druckluftleitungen (32) zu den Druckluftschlitzen einstellen und dadurch die Motordrehzahl bestimmbar ist.

6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschieber (42) mit einem Fuß pedal betätigt werden und die gewünschte Motordrehzahl ergeben.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Steuerwalzen (21) zur Ver änderung der Auslaßquerschnitte durch das Fußpedal ver stellbar sind.

8. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kurbelzapfen (40) eine zweite Pleuelstange (43) einwirkt, die mit weiteren doppeltwir kenden Arbeitskolben (52 u. 53) verbunden ist, so daß sich die doppelten Arbeitstakte in Boxerausführung ergeben.

9. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierung aller beweglichen Teile durch einen Ölfilm, der durch Einspritzen von Öl in das Rootsgebläse (33) entsteht, erfolgt.