DE4226925A1 - Viertaktverbrennungsmotor - Google Patents
ViertaktverbrennungsmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Viertaktverbrennungsmotor mit
wenigstens einem Zylinder mit Kolben und mit einem Kurbel
gehäuse, wobei das Bestandteil des Motors bildende gasdich
te Kurbelgehäuse mit einer in Abhängigkeit von der Kolben
lage von einem ersten Drosselelement öffenbaren und
schließbaren Ansaugöffnung versehen ist und am Kurbelgehäu
seausgang wenigstens eine Zuleitung zu dem jeweiligen Zy
linderkopf angeordnet ist.
Ein gattungsgemäßer Viertaktverbrennungsmotor mit paarweise
zusammenwirkenden Kolben ist aus der DE 33 15 853 A1 der
Anmelderin bekannt. Bei diesem bekannten Viertaktmotor wird
eine Leistungssteigerung durch Aufladung in einfacher und
kostengünstiger Weise dadurch zu lösen versucht, daß die
Luft bzw. das Kraftstoff-Luft-Gemisch unter der Einwirkung
der Kolben durch eine in der unteren Totpunktlage der Kol
ben öffnende und in der oberen Totpunktlage der Kolben
schließende Ansaugöffnung im Kurbelgehäuse in das Kurbelge
häuse angesaugt und durch vom Kurbelgehäuse ausgehende, die
Zylinderköpfe beaufschlagende Zuleitungen unter der Einwir
kung der die untere Totpunktlage anfahrenden Kolben jeweils
dem zur Befüllung mit der Luft bzw. dem Kraftstoff-Luft-Ge
misch anstehenden Zylinder unter Vorkomprimierung der Luft
bzw. des Kraftstoff-Luft-Gemisches zugeführt wird. Durch
diese einfache Aufladung ist es möglich, in einem Arbeits
gang etwa die doppelte Luft- bzw. Kraftstoff-Luft-Gemisch-
Menge gegenüber einer Arbeitsweise ohne Aufladung in den
jeweiligen Zylinder einzubringen.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dieser bekannte Mo
tor noch nicht vollständig zufriedenstellend arbeitet, was
insbesondere für den Leerlaufbereich gilt, da auch bei
kleinster Vergaseröffnung der Überdruck in der jeweiligen
Zylinderzuleitung zu groß ist. Es ist deshalb erforderlich,
bei derartigen Motoren mit einer sehr hohen Leerlaufdreh
zahl zu arbeiten. Darüber hinaus ist der bekannte Vier
taktverbrennungsmotor nur für eine Mehrzylinderanordnung
mit paarweise zusammenwirkenden Kolben geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen derartigen
Viertaktverbrennungsmotor so zu verbessern, daß er bei ge
ringer Leerlaufdrehzahl ein einwandfreies Leerlaufverhalten
aufweist und in Ausgestaltung zusätzlich auch für eine Ein
zylinderausführung geeignet ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Viertaktverbrennungsmotor der
eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß in der jeweiligen Zuleitung ein in Abhängigkeit von dem
ersten Drosselelement gleichzeitig öffnendes oder schlie
ßendes zweites Drosselelement angeordnet ist.
Es hat sich überraschend herausgestellt, daß durch diese
relativ einfache Maßnahme ein wesentlich besseres Leerlauf
verhalten bei relativ geringen Leerlaufdrehzahlen erreich
bar ist. Durch das zweite Drosselelement am Kurbelgehäuse
ausgang bzw. in der jeweiligen Zuleitung zum jeweiligen Zy
linder läßt sich nämlich durch entsprechende Steuerung des
zweiten Drosselelementes durch das erste Drosselelement
vermeiden, daß der Überdruck in der Zylinderzuleitung bei
Leerlauf zu groß ist.
Der erfindungsgemäße Viertaktverbrennungsmotor eignet sich
insbesondere für Modellbaumotoren, da die Leistungssteige
rung durch Aufladung praktisch ohne Gewichtszunahme möglich
ist. Der Motor ist selbstverständlich aber auch im groß
technischen Rahmen gleichermaßen einsetzbar, insbesondere
auch als Antrieb für Luftfahrzeuge. Dabei eignet sich der
Motor sowohl für Vergaser- als auch für Einspritzmotoren,
wobei dann entweder das Kraftstoff-Luft-Gemisch bzw. nur
die angesaugte Luft im Kurbelgehäuse aufgeladen wird.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, daß
stromabwärts vom ersten und/oder stromaufwärts vom zweiten
Drosselelement ein Einwegventil angeordnet ist, das bevor
zugt als Flatterventil ausgebildet ist. Ein solches, an
sich bekanntes Flatterventil ermöglicht auf besonders ein
fache Weise die Vermeidung einer ungewünschten Strömungs
umkehr von der Zuleitung zurück ins Kurbelgehäuse bzw. vom
Kurbelgehäuse zurück in den Vergaser, wodurch der aufgebau
te Überdruck mit einfachen Mitteln aufrechterhalten wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erfindungsgemäße
Viertaktverbrennungsmotor mit paarweise zusammenwirkenden
Kolben in Boxeranordnung ausgerüstet ist. Es ist dann mög
lich, bei einem Aufladevorgang im Kurbelgehäuse etwa die
doppelte Luft- bzw. Kraftstoff-Luft-Menge in den jeweiligen
Kolben gegenüber einem Motor ohne Aufladung einzubringen.
Die Erfindung eignet sich aber selbstverständlich auch für
Reihenmotoren oder dgl.
In ganz besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung
ist vorgesehen, daß der Viertaktverbrennungsmotor einen Zy
linder mit Kolben aufweist, wobei im Bereich der Zuleitung
stromaufwärts des zweiten Drosselelementes ein Speicherraum
ausgebildet ist, zwischen dem und dem Ausgang des Kurbelge
häuses das Einwegventil angeordnet ist. Mit dieser Ausbil
dung ist es möglich, auf einfachste Weise auch eine Aufla
dung eines Einzylinderviertaktmotors durchzuführen, der
gleichermaßen auch im Leerlauf ein einwandfreies Laufver
halten aufweist. Dabei wird im Speicherraum zur Aufladung
eine zusätzliche Gemischmenge bereitgehalten, die nicht in
das Kurbelgehäuse zurückströmen kann.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen bei
spielsweise näher erläutert. Diese zeigt jeweils in schema
tischer Darstellung in den
Fig. 1 bis 4 einen erfindungsgemäßen Boxermotor in ver
schiedenen Arbeitsstellungen und in
Fig. 5 bis 8 einen erfindungsgemäßen Einzylinderviertakt
motor in verschiedenen Arbeitsstellungen.
Ein erfindungsgemäßer Viertaktboxermotor weist ein gasdich
tes Kurbelgehäuse 1 auf, von dem in koaxialer Anordnung
zwei gegenläufige baugleiche Zylinder 2 und 2′ ausgehen.
Jeder Zylinder 2, 2′ ist in bekannter Weise jeweils mit ei
nem Kolben 3 bzw. 3′ versehen, welche über Pleuelstangen 4
bzw. 4′ an einer Kurbelwelle 5 angreifen. Dabei sind die
Zylinder 2, 2′ in bekannter Weise mit Zylinderköpfen 6, 6′
versehen, die mit gesteuerten Einlaßventilen 7, 7′ und Aus
laßventilen 8, 8′ versehen sind, wobei Zuleitungen zu den
Einlaßventilen 7, 7′ mit 9 bzw. 9′ und Ableitungen von den
Auslaßventilen 8, 8′ mit 10 bzw. 10′ bezeichnet sind.
Wesentlich für die Erfindung ist, daß das gasdichte Kurbel
gehäuse 1 am Eingang mit einer Ansaugöffnung 11 versehen
ist, durch die von einem nicht dargestellten Vergaser
Kraftstoff-Luft-Gemisch oder bei Einspritzbauweise nur Luft
angesaugt wird. Diese Ansaugöffnung 11 ist mit einem
durch die Kolbenlage oder den Vergaser gesteuerten Schließ
organ bzw. Drosselelement 12 versehen, hinter dem
stromabwärts ein als Flatterventil ausgebildetes Einwegven
til 12a angeordnet ist.
Am Kurbelgehäuseausgang sind die Zuleitungen 9 bzw. 9′ zu
den Zylindern 2, 2′ angeordnet, durch die das im Kurbelge
häuse 1 befindliche Kraftstoff-Luft-Gemisch dem jeweiligen
Zylinder 2, 2′ während des Ansaughubes zugeleitet wird. Er
findungsgemäß ist dabei in der jeweiligen Zuleitung 9, 9′
ein in Abhängigkeit von dem ersten Drosselelement 12 öff
nendes oder schließendes zweites Drosselelement bzw.
Schließorgan 13 angeordnet, dem bevorzugt ein Flatterventil
13a vorgeschaltet sein kann. Dieses Drosselelement 13 kann
dabei direkt am Ausgang des Kurbelgehäuses 1 angeordnet
sein und somit für beide Zuleitungen 9, 9′ als Schließorgan
dienen, es kann aber jeweils in jeder Zuleitung 9, 9′ auch
ein eigenes Drosselelement 13 angeordnet sein. Die
Steuerung des zweiten Drosselelementes 13 durch das erste
Drosselelement 12 kann dabei z. B. mechanisch mittels eines
Hebels erfolgen.
In den Fig. 2 bis 4, die lediglich andere Arbeitsstellungen
des Motors zeigen, sind dieselben Bezugszeichen wie in Fig.
1 für entsprechende Bauteile verwandt.
In Fig. 1 ist die Arbeitsstellung dargestellt, in welcher
unter Einwirkung des Arbeitshubes des Kolbens 3′ die Kolben
3 und 3′ die untere Totpunktlage anfahren (Pfeile in Fig.
1), wobei unter Einwirkung der Kolben 3, 3′ in das Kurbelge
häuse 1 durch die Ansaugöffnung 11 angesaugtes Kraftstoff-
Luft-Gemisch bei geschlossenem Flatterventil 12a und geöff
netem zweiten Flatterventil 13a in den Zylinder 2 durch das
geöffnete Einlaßventil 7 angesaugt und gedrückt wird.
In Fig. 2 beginnt der Ausschiebetakt für den Zylinder 2′
und der Verdichtungstakt für den Zylinder 2, wobei die Ven
tile 7 und 8 des Zylinders 2 geschlossen und das Auslaßven
til 8′ geöffnet und das Einlaßventil 7′ des Zylinders 2′
ebenfalls geschlossen ist. Über die Kolbenlage bzw. den
Vergaser gesteuert ist dabei das erste Drosselelement 12
und damit die Ansaugöffnung 11 des Kurbelgehäuses 1 geöff
net, während das zweite Flatterventil 13a geschlossen ist.
Beim Verfahren der Kolben 3 und 3′ in Richtung der Pfeile
in Fig. 2 wird in dieser Phase Kraftstoff-Luft-Gemisch aus
dem Vergaser in das Kurbelgehäuse 1 angesaugt.
In Fig. 3 ist eine der Fig. 1 entsprechende Situation dar
gestellt, in der der Arbeitshub des Kolbens 2 und die Be
füllung des Zylinders 2′ durch Ansaugen von Kraftstoff-
Luft-Gemisch beginnt. Dabei ist wiederum das Flatterventil 12a
geschlossen, während das Flatterventil 13a geöffnet
ist.
Fig. 4 zeigt eine der Fig. 2 entsprechende Arbeitsstellung,
in der das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder 2′ kompri
miert und Verbrennungsgas aus dem Zylinder 2 ausgestoßen
wird, wobei gleichzeitig erneut Kraftstoff-Luft-Gemisch in
das Kurbelgehäuse 1 angesaugt wird. Dabei ist das erste
Flatterventil 12a geöffnet, das zweite Flatterventil 13a
geschlossen, die Drosselelemente 12 und 12 sind offen.
Durch die Anordnung wenigstens eines Drosselelementes 13 am
Kurbelgehäuseausgang bzw. in den Zuleitungen 9 und 9′ sowie
der Anordnung des Flatterventils 12a wird neben einer ein
fachen Leistungssteigerung durch Aufladung des Gemisches im
Kurbelgehäuse 1 und damit einer Zuführung etwa der dop
pelten Luftmenge gegenüber Motoren ohne Aufladung in den
jeweiligen Zylinder durch Ausnutzung des im Kurbelgehäuse
gespeicherten Druckes während der Leertakte der Zylinder
auch ein einwandfreies Leerlaufverhalten gewährleistet, da
vermieden wird, daß im Leerlauf ein zu großer Überdruck in
den Zuleitungen 9, 9′ herrscht.
In den Fig. 5 bis 8 ist ein erfindungsgemäßer Einzylinder
viertaktmotor dargestellt, wobei die gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. 1 bis 4 verwendet sind, sofern gleiche bzw.
ähnlich Bauteile bezeichnet sind.
Um auch bei diesem Einzylindermotor eine Aufladung des Ge
misches zu erreichen, ist stromabwärts vom zweiten Flatter
ventil 13a und stromaufwärts vom zweiten Drosselelement 13
in der Zuleitung 9 ein Speicherraum 14 ausgebildet, dessen
Funktion nachfolgend erläutert wird.
Fig. 5 zeigt den ersten Arbeitstakt, wobei das Einlaßventil
7 geöffnet, das Drosselelement 12 und 13 halb geöffnet und
das Flatterventil 12a und damit die Ansaugöffnung 11 des
Kurbelgehäuses 1 geschlossen und das Flatterventil 13a
geöffnet ist. Durch Bewegung des Kolbens 3 in Richtung der
in Fig. 5 eingezeichneten Pfeile in die untere Totpunktlage
wird komprimiertes Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem Kurbel
gehäuse 1 und zusätzlich aus dem Speicherraum 14 in den Zy
linder 2 gedrückt.
Fig. 6 zeigt den zweiten Arbeitstakt, in welchem sich der
Kolben 3 in Richtung der Pfeile nach oben bewegt und bei
geschlossenem Einlaßventil 7 das Gemisch im Zylinder ver
dichtet. Gleichzeitig wird neues Gas-Luft-Gemisch bei ge
öffnetem Flatterventil 12a und geschlossenem Flatterventil
13a in das Kurbelgehäuse 1 gesaugt.
Fig. 7 zeigt den dritten Arbeitstakt, wobei bei geschlosse
nen Einlaß- und Auslaßventilen 7, 8 das verdichtete Gemisch
gezündet wird und sich der Kolben 3 entsprechend in Rich
tung der Pfeile in die untere Totpunktlage bewegt. Dabei
sind die mechanisch gekoppelten Drosselelemente 12 und 13
weitgehend geschlossen, das Flatterventil 12a am Kurbelge
häuseeinlaß ist geschlossen, während das Flatterventil 13a
vor dem Speicherraum 14 geöffnet ist. Dadurch wird Gas-
Luft-Gemisch in den Speicherraum 14 eingedrückt, so daß ei
ne zusätzliche Gemischmenge zur Verfügung steht.
Fig. 8 zeigt den vierten Arbeitstakt, in welchem sich der
Kolben 3 nach oben in Richtung der oberen Totpunktlage be
wegt, entsprechend ist das Einlaßventil 7 geschlossen und
das Auslaßventil 8 geöffnet, d. h. das Verbrennungsgas wird
ausgeschoben. Dabei ist das Flatterventil 12a an der Verga
serseite offen, während das Flatterventil 13a am Kurbelge
häuseausgang geschlossen ist, so daß Kraftstoff-Luft-Ge
misch in das Kurbelgehäuse 1 gesaugt wird, aber nicht vom
Speicherraum 14 zurück in das Kurbelgehäuse 1 gelangen
kann.
Erkennbar ist es mit dieser Ausführung des Verbrennungsmo
tors möglich, auf einfache Weise auch eine Aufladung eines
Einzylinderviertaktmotors durchzuführen. Dabei ist aufgrund
der Anordnung und Ausbildung der entsprechenden Zusatzele
mente (Drosselelemente 12, 13, Flatterventile 12a, 13a und
Speicherraum 14) eine einwandfreie Arbeitsweise auch im
Leerlaufbetrieb gewährleistet.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen
der Erfindung sind möglich, ohne den Grundgedanken zu ver
lassen. So eignet sich der erfindungsgemäße Viertaktver
brennungsmotor selbstverständlich auch für Mehrzylinderan
ordnungen mit mehr als zwei Zylindern und dgl. mehr.
Claims (5)
1. Viertaktverbrennungsmotor mit wenigstens einem Zylinder mit
Kolben und mit einem Kurbelgehäuse, wobei das Bestandteil
des Motors bildende gasdichte Kurbelgehäuse mit einer in
Abhängigkeit (von der Kolbenlage) von einem ersten Drossel
element öffenbaren und schließbaren Ansaugöffnung versehen
ist und am Kurbelgehäuseausgang wenigstens eine Zuleitung
zu dem jeweiligen Zylinderkopf angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der jeweiligen Zuleitung (9, 9′) ein in Abhängigkeit
von dem ersten Drosselelement (12) gleichzeitig öffnendes
oder schließendes zweites Drosselelement (13) angeordnet
ist.
2. Viertaktverbrennungsmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß stromabwärts vom ersten und/oder stromaufwärts vom
zweiten Drosselelement (12, 13) ein Einwegventil (12a, 13a)
angeordnet ist.
3. Viertaktverbrennungsmotor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einwegventil (12a bzw. 13a) als Flatterventil aus
gebildet ist.
4. Viertaktverbrennungsmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3,
gekennzeichnet durch
paarweise zusammenwirkende Kolben (2, 2′) in Boxeranordnung.
5. Viertaktverbrennungsmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3,
gekennzeichnet durch
einen Zylinder (2) mit Kolben (3), wobei im Bereich der Zu
leitung (9) stromaufwärts des zweiten Drosselelementes (13)
ein Speicherraum (14) ausgebildet ist, zwischen dem und dem
Ausgang des Kurbelgehäuses (1) das Einwegventil (13a) ange
ordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924226925 DE4226925A1 (de) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | Viertaktverbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924226925 DE4226925A1 (de) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | Viertaktverbrennungsmotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4226925A1 true DE4226925A1 (de) | 1994-02-17 |
Family
ID=6465548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924226925 Ceased DE4226925A1 (de) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | Viertaktverbrennungsmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4226925A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1992-08-14 DE DE19924226925 patent/DE4226925A1/de not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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8131 | Rejection |