DE4229864A1

DE4229864A1 - IC engine with exhaust valve in piston - has valve operated to open at end of working stroke to exhaust gas out through crankcase.

Info

Publication number: DE4229864A1
Application number: DE19924229864
Authority: DE
Inventors: Helmut 7100 Heilbronn De Kuhn
Original assignee: Individual
Current assignee: KUHN, HELMUT, 39126 MAGDEBURG, DE
Priority date: 1992-09-07
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2012-09-08
Also published as: DE4229864C2

Abstract

The engine has an exhaust valve built into the head of the piston. The valve has a connecting rod that is coupled separately to the crankshaft of the engine. Fuel is introduced by an injector in the cylinder head together with air from the turbocharger. When compressed the fuel/air mixture is ignited and the piston is driven downwards. At the end of the stroke the piston valve is opened to allow gases to escape via the crankcase. ADVANTAGE - Provides improved exhaust gas process.

Description

Es soll der im Eintakt arbeitende, aufgeladene computergesteuerte Explosionsmotor mit Kolbenventilsteuerung zum Patent angemeldet werden. Es handelt sich bei der Erfindung um einen Motor für Kraftfahrzeuge.It is supposed to be the charged, computer-controlled one-stroke Explosion engine with piston valve control patent pending will. The invention is an engine for motor vehicles.

Bei bisher üblichen Verbrennungsmotoren wurde der Gasaustausch in vier oder in zwei Takten bewältigt, dadurch waren dem Nutzungsgrad enge Grenzen gesetzt. Vor allem weil der Weg des Kolbens zwischen den Arbeitstakten zu lang ist.In the case of internal combustion engines which have been customary to date, gas exchange has mastered in four or two bars, that was it The degree of utilization is limited. Mainly because of the way of the piston between the work cycles is too long.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß bei der Explosion entstehende Abgase aus dem Brennraum befördert werden und neues zündfähiges Gas bereitgestellt wird, ohne unverbranntes Gasgemisch zu verschwenden oder den Nutzungsgrad durch einen längeren Kolbenweg, nämlich den zweiten Takt, zu verschlechtern. Die Abgasführung ähnelt in gewisser Weise dem Zweitakter, ist technisch aber besser gelöst.The invention is based on the problem that in the explosion resulting exhaust gases are transported from the combustion chamber and new ignitable gas is provided without unburned To waste gas mixture or the degree of utilization by one longer piston travel, namely the second stroke, deteriorate. The exhaust gas routing is somewhat similar to the two-stroke engine technically but better solved.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der bestmöglichen Umsetzung der im Kraftstoff enthaltenen Energie und somit auch dem bestmöglichen Abgasverhalten.The advantage of the invention lies in the best possible implementation the energy contained in the fuel and therefore also that best possible exhaust behavior.

Zur Ausgestaltung der Erfindung: Der Motor saugt sich seine Verbrennungsluft nicht an, sondern wird von einer Ladeturbine oder einem Kompressor mit Luft versorgt. Diese Ladeluft wird auch zum Ausblasen der verbrannten Abgase verwendet, weshalb sich die endgültigen Öffnungszeiten der Ventile auch nach dem Ladedruck richtet.
Damit die Mechanik keinen Schaden nehmen kann, wird das Auslaßventil im Kolbenboden auf jeden Fall schon kurz vor Erreichen des unteren Kolbentotpunktes also Wendepunktes geöffnet.
Das Kolbenbodenventil hat von oben gesehen die ungefähre Form des chinesischen Yin und Yang, Zeichens. Die endgültige Form ergibt sich aber auch hier aus Prüfstandversuchen.
Das eine Teil des Kolbens ist also auf der einen Seite durch ein Scharnier mit dem Kolbenrand verbunden und wird in der Kolbenmitte, direkt neben dem oberen Pleuellager von dem Ventilstößel von Zeit zu Zeit angehoben. Dieser Teil des Kolbens stellt das eigentliche Kolbenventil dar.
Der Ventilstößel ist auf der anderen Seite mit einer Steuernocke, verbunden, welche neben dem unteren Pleuellager sitzt. Der Ventilstößel, was man sich als Teil eines Doppelpleuels vorstellen muß, nimmt den Steuerimpuls der Steuernocke auf dem unteren Pleuellager nach beiden Seiten auf. Deshalb ragt der Stößel unten über die Steuernocke hinaus, weshalb er die Bewegung der Steuernocke beziehungsweise der Nockennase in zwei Richtungen aufnimmt.To the embodiment of the invention: The engine does not suck in its combustion air, but is supplied with air by a charging turbine or a compressor. This charge air is also used to blow out the burned exhaust gases, which is why the final opening times of the valves also depend on the charge pressure.
So that the mechanics cannot be damaged, the outlet valve in the piston crown is opened shortly before reaching the lower piston dead center, i.e. the turning point.
When viewed from above, the piston crown valve has the approximate shape of the Chinese yin and yang sign. However, the final form also results from test bench tests.
One part of the piston is therefore connected to the piston rim on one side by a hinge and is lifted from time to time in the middle of the piston, right next to the upper connecting rod bearing, by the valve tappet. This part of the piston is the actual piston valve.
The valve lifter is connected on the other side to a control cam, which sits next to the lower connecting rod bearing. The valve lifter, which must be thought of as part of a double connecting rod, receives the control impulse from the control cam on the lower connecting rod bearing on both sides. Therefore, the plunger protrudes below the control cam, which is why it takes up the movement of the control cam or the cam nose in two directions.

Am unteren Ende des Stößels ist ein ausgefräster Bereich, in welchem sich die Steuernocke bewegt. Der Stößel ragt also auch über das untere Pleuellager hinaus, worauf die Steuernocke für das Auslaßventil sitzt. Die Bewegung der Steuernocke wird über den Stößel, parallel zum Pleuel als Doppelpleuel, zum Kolbenboden hin weitergegeben. Der Kolbenboden wird dabei zum Teil umgeklappt, wobei der umklappbare Teil das Kolbenventil darstellt. Der Ventilstößel des Auslaßventils wird über Rollenlager, welche am Pleuel befestigt sind, geführt. Zum Kolbenboden hin wird die Bewegung des Ventilstößels von einer Spiralfeder stabilisiert, welche am Pleuel befestigt ist. Die Pendelbewegung des Ventilstößels, welche über das obere Pleuellager hinaus wirkt, wird über ein Rad oder eine Rolle an der Spitze des Ventilstößels auf eine ausgefräste Laufbahn oder Führungsrille, in einem nach unten abstehenden Ventilabsatz knapp über dem Mittelpunkt des Pleuellagers, abgegeben. Der Abstand der Führungsrille vom Mittelpunkt des oberen Pleuellagers, beeinflußt die Heftigkeit der Pendelbewegung des Oberteils des Ventilstößels, so daß bei entsprechender Konstruktion die Steuerbewegung des Ventilstößels von der Pendelbewegung des Ventilstößels kaum beeinfluß wird. Wenn der Ventilstößel, durch die Steuernocke gesteuert, nach der Öffnung des Kolbenventils wieder zurückgeschoben wird, nimmt das Führungsrad an der Ventilstößelspitze das Kolbenventil mit und schließt an.At the bottom of the ram is a milled area, in which the control cam moves. The plunger also extends beyond the lower connecting rod bearing, whereupon the control cam for the exhaust valve sits. The movement of the control cam is parallel via the tappet passed on to the connecting rod as a double connecting rod, to the piston crown. The piston crown is partially folded over, the foldable part represents the piston valve. The valve tappet of the exhaust valve is over roller bearings, which are attached to the connecting rod. The movement of the valve plunger towards the piston head is from stabilized by a coil spring, which is attached to the connecting rod. The pendulum movement of the valve lifter, which over the upper Connecting rod bearing acts beyond a wheel or a roller at the top of the valve lifter on a milled track or guide groove, in a valve shoulder protruding downwards just above the center of the connecting rod bearing. The distance of the guide groove from the center of the upper one Conrod bearings, affects the severity of the pendulum movement of the upper part of the valve tappet, so that with appropriate Construction the control movement of the valve lifter from the Pendulum movement of the valve lifter is hardly affected. If the valve lifter, controlled by the control cam, after the opening of the piston valve is pushed back again, the guide wheel at the valve lifter tip takes the piston valve with and connects.

Der ausklappbare Teil des Kolbenbodens ist an der einen Seite mit einem Scharnier befestigt und weist unterhalb der Kolbenmitte die ausgefräste Führungsrille auf, welche die Pendelbewegung des Ventilstößels aufnimmt und absorbiert. Nur die Steuerbewegung des Ventilstößels nach oben und unten wird an das Kolbenventil weitergegeben, da die einen Kreisausschnitt darstellende Führungsrille, in welcher das Führungsrad des Ventilstößels läuft, nur diesen Steuerimpuls weitergibt. The fold-out part of the piston crown is on one side fastened with a hinge and points below the center of the piston the milled out guide groove, which the pendulum movement of the valve lifter picks up and absorbs. Only the valve stem control movement up and down is passed on to the piston valve since the one circular section performing guide groove in which the guide wheel of the valve lifter is running, only passes on this control impulse.

Bei der hier beschriebenen Ausgestaltungsform kommt die Ladeluft von einer, mit einem Gleichstrom-Elektromotor betriebenen, Ladeturbine. Der Computerchip regelt die Drehzahl der Ladeturbine nach der Motordrehzahl, die erreicht werden soll. Dabei werden verschiedene Drehzahlschritte durchlaufen und mit den anderen Bauteilen koordiniert.In the embodiment described here, the charge air comes from one powered by a DC electric motor, Charging turbine. The computer chip regulates the speed of the charging turbine according to the Engine speed to be reached. Various speed steps are run through and with coordinates the other components.

In einer ersten Prüfstandversion werden die Bauteile des Motors an parallel geschaltete Personalcomputer angeschlossen, welche die erarbeiteten Daten auf die verschiedenen Drehzahlstufen bezogen abspeichern. Da in einer späteren Serienproduktion jedes Bauteil identisch mit baugleichen vorher verwendeten Teilen ist, werden die in den Computerchip, beziehungsweise seinen Festspeicher, einprogrammierten Daten immer richtig umgesetzt.In a first test stand version, the components of the engine connected to personal computers connected in parallel, which the data developed for the various speed levels save related. Because every component is identical in a later series production with identical parts used previously, the in programmed the computer chip or its permanent memory Data always correctly implemented.

Auf der Kurbelwelle ist neben der Lichtmaschine eine Steuerscheibe montiert, welche das Licht einer Laserdiode zur Steuerung der Motorfunktion ausnützt. Um dem störenden Einfluß von Magnetfeldern durch die Lichtmaschine zu entgehen, wäre es zweckmäßig eine optische Datenstraße zu verwenden. Zum Beispiel das System ESCON von IBM.On the crankshaft there is a control disc next to the alternator mounted, which the light of a laser diode for control uses the engine function. To the disturbing influence of magnetic fields by the alternator to escape, it would be useful to have an optical data route to use. For example, the ESCON system from IBM.

Von der Steuerscheibe läßt sich der Zündzeitpunkt direkt bestimmen und an die Zündspule weitergeben. Der lichtempfindliche Halbleiter wandelt das bei jeder Umdrehung durch die Steuerscheibe fallende Laserlicht in elektrische Impulse um, aus denen der Computerchip die Motordrehzahl errechnet. Die der jeweiligen Drehzahl zugeordneten Daten werden mit der gewünschten Drehzahl verglichen und durch ständige Anpassung der Leitung der Bauteile wird die gewünschte Drehzahl schließlich erreicht.The ignition timing can be taken directly from the control disc determine and pass it on to the ignition coil. The light-sensitive semiconductor changes that for everyone Laser light falling in through the control disc electrical impulses that make up the computer chip Engine speed calculated. The data assigned to the respective speed are shown with the desired speed and compared by constant Adjusting the line of the components becomes the desired one Speed finally reached.

Besonders die Einspritzdüse muß so konstruiert sein, daß die bei höherer Drehzahl kürzere Injektionszeit durch einen größeren Kraftstoffdurchfluß also eine Vergrößerung des Durchmessers der Einspritzdüse ausgeglichen wird. Eine Erhöhung der Leistung der Einspritzpumpe kann dabei zwar nützlich sein, reicht aber nicht aus. Die Einspritzdüse sitzt dabei im Einlaßkanal, und direkt neben dem Einlaßventil ist die Zündkerze montiert. In dieser Ausgestaltungsform wird das Einlaßventil über Kipphebel von der Steuernocke auf der Kurbelwelle betätigt. Die in dem Patentanspruch 1 erwähnte Nockenwelle ist natürlich die Kurbelwelle.In particular, the injection nozzle must be designed so that the at higher speed, shorter injection time by a larger fuel flow so an increase in Diameter of the injector is compensated. An increase in the performance of the injection pump can useful, but not enough. The injection nozzle sits in the inlet channel, and directly the spark plug is mounted next to the inlet valve. In this embodiment, the inlet valve is over Rocker arm actuated by the control cam on the crankshaft. The camshaft mentioned in claim 1 is of course the crankshaft.

Die Steuernocke sitzt also direkt auf der Kurbelwelle und betätigt über einen Stößel und einen Kipphebel das neben der Zündkerze sitzende Einlaßventil. Das Einlaßventil ist hängend angeordnet, in anderen Ausgestaltungsformen sind auch mehrere Ventile mit anderer Ventilsteuerung möglich. Die richtige Einstellung der Ventile wird auf dem Prüfstand erarbeitet. Durch leistungsbezogene Abgas- und Verbrauchsmessungen werden dann auch die Ladeturbine und die Einspritzdüse mit der Einspritzpumpe eingestellt und in das richtige Verhältnis zur Ventilstellung gebracht. Bei der Einstellung auf dem Prüfstand wird von einer Grunddrehzahl ausgegangen, welche eine 4mal höheren Drehzahl eines vergleichbaren Viertakters entspricht. Die bei dieser Drehzahl angesaugte Luftmenge, bei vergleichbarem Verdichtungsverhältnis, ergibt den ersten Rechenansatz. Die ausgestoßene Abgasmenge liefert einen weiteren Rechenansatz. Ob das Gasgemisch ordentlich verbrannt ist, gibt weitere Aufschlüsse über die optimale Ventilsteuerung und richtige Einstellung der anderen Bauteile.The control cam sits directly on the crankshaft and actuates the via a plunger and a rocker arm next to the Spark plug seated intake valve. The inlet valve is suspended, in other embodiments are also several valves with different valve control possible. The correct setting of the valves is put to the test Developed. Through performance-related exhaust and consumption measurements then the charging turbine and the injector with the Injection pump set and in the right ratio brought to the valve position. When setting on the test bench is from a base speed assumed which is a 4 times higher speed of a comparable four-stroke engine. The amount of air sucked in at this speed, with comparable Compression ratio, gives the first calculation approach. The amount of exhaust gas emitted provides a further calculation approach. Whether the gas mixture is properly burned gives further information about the optimal valve control and correct setting of the other components.

Nach der optimalen Einstellung bei dieser Grunddrehzahl wird die Ventileinstellung festgemacht und der Steuerbefehl für die Einspritzdüse in einen Computer einprogrammiert. Die Drehzahl des Ladeturbinenmotors bei dieser Grunddrehzahl wird in einen anderen Computer einprogrammiert, welcher mit dem anderen Rechner parallelgeschaltet ist. Das gleiche gilt für die Steuerung des Einspritzpumpenmotors. Die nächste Einstellung der Leistung der Bauteile wird bei 100 Umdrehungen pro Minute mehr gemacht. Die Ventileinstellung bleibt unverändert. Nach neuerlicher leistungsbezogener Abgas- und Verbrauchsmessung werden die gewonnenen Daten wieder abgespeichert.After the optimal setting at this basic speed the valve setting and the control command for the injector programmed into a computer. The speed of the charge turbine engine at this basic speed is programmed into another computer, which with the other computer is connected in parallel. The same applies to the control of the injection pump motor. The next setting of component performance is at 100 revolutions per minute more. The valve setting remains unchanged. After new performance-related exhaust and consumption measurement the data obtained are saved again.

Sollte ein Computer die Datenmenge verarbeiten und vor allem abspeichern können, kann auch mit einem Computer gearbeitet werden. Die gewonnenen Daten sollen später in einem Festspeicherchip Verwendung finden. Das Kolbenventil steuert eine zweiteilige Steuernocke, so daß die Nockennase des einen Teils der Steuernocke das Kolbenventil öffnet, unmittelbar danach schließt die Nockennase auf dem anderen Teil der Steuernocke, über die Verlängerung des Ventilstößels unterhalb des unteren Pleuellagers, das Kolbenventil wieder.Should a computer process the amount of data and above all can save, can also be worked with a computer will. The data obtained should later be stored in a permanent memory chip Find use. The piston valve controls a two-part control cam, so that the cam nose of one part of the control cam the piston valve opens, immediately afterwards the cam nose opens the other part of the control cam, via the extension of the Valve tappet below the lower connecting rod bearing, the piston valve again.

In den unteren Teil der Verlängerung des Ventilstößels ist eine Kerbe eingefräst, in welcher die Nockennase des Teils der Steuernocke frei läuft, ohne steuernd auf den Ventilstößel einzuwirken, welcher das Kolbenventil oben öffnet. Der Absatz des Ventilstößels welcher die Steuerbewegung für die Öffnung des Kolbenventils aufnimmt, ist nur halb so tief wie der untere Absatz des Ventilstößels, in welchen die Kerbe eingefräst ist, so daß jede Hälfte der Steuernocke ihre Steuerbewegung in eine Richtung des Ventilstößels abgeben kann. Durch Erschütterungen des Fahrzeugs oder Motors wird spritzendes Öl die Steuernocken schmieren. Über das Einlaßventil wäre noch anzumerken, daß es mit einer üblichen Ventilfeder ausgestattet sein muß. Wobei durch die Form der Steuernocke des Einlaßventils der Ladedruck verzögert werden kann, für den Fall daß die endgültige Ventileinstellung es nötig macht.In the lower part is the extension of the valve lifter a notch is milled in which the cam nose of the part the control cam runs freely, without controlling the valve lifter act, which opens the piston valve at the top. The paragraph of the valve lifter which is the control movement for the opening of the piston valve is only half as deep like the lower paragraph of the valve lifter, in which the notch is milled so that each half of the control cam theirs Deliver control movement in one direction of the valve lifter can. Due to vibrations of the vehicle or engine Splashing oil lubricate the control cams. About the inlet valve it should be noted that it is with a usual valve spring must be equipped. With the shape of the control cam of the inlet valve Boost pressure can be delayed in case the final Valve adjustment makes it necessary.

Die Kolbenventilform kann deshalb noch nicht genauer beschrieben werden, weil auch nicht klar ist, welche Gasmenge in welcher Zeit ausgetauscht werden muß und kann. In der optimalen Einstellung der Ventile und der Einstellung der Bauteile mit Erstellung eines Computerprogramms aufeinander sehe ich keine erfinderische Tätigkeit und die Einstellung müßte von einem Fachmann durchgeführt werden können. Die Funktion des Motors kann so beschrieben werden:
Nach der Zündung, bei der alle Ventile geschlossen sein müssen, bewegt sich der Kolben nach unten. Ungefähr nach zwei Dritteln des Kolbenweges in der Arbeitsphase beginnt sich das Kolbenventil zu öffnen und bleibt so lange offen bis circa zwei Drittel des Kolbenweges aufwärts, wahrscheinlich aber weniger, erreicht sind. Schon nachdem sich der Kolben am unteren Kolbentotpunkt befindet, öffnet sich das Einlaßventil. Dabei wird zuerst nur Luft in den Brennraum gelassen. The piston valve shape cannot be described in more detail because it is also not clear which amount of gas must and can be exchanged in what time. In the optimal setting of the valves and the setting of the components with one another with the creation of a computer program, I see no inventive step and the setting should be able to be carried out by a specialist. The function of the engine can be described as follows:
After the ignition, with all valves closed, the piston moves down. After about two thirds of the piston travel in the working phase, the piston valve begins to open and remains open until about two thirds of the piston travel upwards, but probably less, is reached. The inlet valve opens after the piston is at the bottom of the piston. At first only air is let into the combustion chamber.

Hat der Kolben etwas mehr als die Hälfte seines Weges nach oben absolviert, tritt die Einspritzpumpe in Aktion. Unmittelbar davor schließt das Kolbenventil. Nach ungefähr zwei Dritteln des Kolbensweges nach oben schließt auch das Einlaßventil. Das restliche Drittel des Kolbenweges nach oben ist die Restverdichtungsphase. Eine Vorverdichtung erfolgt schon durch den hohen Ladedruck. Die Zündung erfolgt unmittelbar nach dem oberen Kolbentotpunkt. Der Antrieb der Ladeturbine über ein Getriebe von der Kurbelwelle ist nicht praktikabel, da der Ladedruck dann in den oberen Drehzahlbereichen zu hoch wäre. Es besteht allerdings die Möglichkeit, die Ladeluft zu kühlen. Die richtige Form und Stellung der Steuernocken beziehungsweise, die richtige Ventileinstellung wird auf dem Prüfstand erarbeitet.The piston has a little more than half its way Completed above, the injection pump takes action. The piston valve closes immediately before. Closes after about two thirds of the way up also the inlet valve. The remaining third of the piston travel is up Residual compression phase. A pre-compression takes place due to the high boost pressure. The ignition takes place immediately after the piston top dead center. The charging turbine is driven by a gear from the crankshaft is not practical because the boost pressure is then in the upper Speed ranges would be too high. However, it is possible to cool the charge air. The correct shape and position of the control cam or, the correct valve setting is put to the test Developed.

Der Motor benötigt auch einen Ölkühler und einen besonderen Ölkreislauf. Über den Kolbenringen, wenn sich der Kolben am unteren Totpunkt befindet, wird das Schmieröl über drei oder fünf Schmierlöcher in die Zylinderlaufbuchse gedrückt. Im Kurbelgehäuse bildet sich ein Ölbad, welches von einem Ölkühler gekühlt werden kann. Am Kurbelgehäuse wird das durch die heißen Abgase erhitzte Motorenöl mit einer Ölpumpe entnommen und durch einen Ölkühler geleitet. Das gekühlte Öl wird dann in drei oder fünf versenkte Schmierlöcher gedrückt, die sich in der Zylinderlaufbuchse befinden. Sollte der Motor schräg in ein Fahrzeug eingebaut werden, muß ein Schmierloch oben angebracht sein.The engine also needs an oil cooler and a special one Oil circuit. Over the piston rings when the piston is at bottom dead center the lubricating oil is located over three or five lubrication holes pressed into the cylinder liner. An oil bath forms in the crankcase Oil cooler can be cooled. On the crankcase, that is heated by the hot exhaust gases Motor oil taken out with an oil pump and through an oil cooler headed. The chilled oil is then sunk into three or five lubrication holes pressed, which are located in the cylinder liner. If the engine is installed at an angle in a vehicle, it must be installed a lubrication hole should be placed on top.

Der Kolbenring oder die Kolbenringe verteilen den Ölfilm, auf ihrem Weg an den Wänden der Zylinderlaufbuchse. Der Auspuff ist immer genau über dem Ölbad im Kurbelgehäuse anzubringen, so daß kein Öl entweichen kann. In die Schmierlöcher des Ölkreislaufs müssen Gewinde geschnitten sein, damit die Ölleitungen daran befestigt werden können. Das sollte am besten vor dem Härten der Zylinderlaufbuchse geschehen. Eine Schmierung wie sie bei einem Viertakter praktiziert wird, scheint mir für diesen Motor nicht ausreichend zu sein. The piston ring or rings distribute the oil film, on their way on the walls of the cylinder liner. The exhaust is always exactly above the oil bath in the crankcase attached so that no oil can escape. Threads must be cut in the lubrication holes in the oil circuit so that the oil lines are attached to it can. It is best to do this before hardening the cylinder liner happen. Lubrication as practiced with a four-stroke engine seems to me to be insufficient for this engine.

Die Schwungmasse und das Pleuellager, an der Kurbelwelle, sollen nicht in das Ölbad eintauchen. Das überschüssige Öl soll an den Wänden des Kurbelgehäuses ablaufen. In einer anderen Ausgestaltungsform kann die Schmierung wie bei einem Viertakter erfolgen. Dabei taucht dann die Schwungmasse und das Pleuellager in das Ölbad ein und verteilt das Öl in der Zylinderlaufbahn. Durch die Strömung der heißen Abgase wird die Schmierung aber vielleicht unvollkommen sein. Der Auspuff müßte dann zum Teil gekühlt sein und vom Kurbelgehäuse aus so verlegt werden, daß mitgerissenes Öl in das Kurbelgehäuse zurückfließen kann. Auch bei dieser Ausgestaltungsform muß das Öl gekühlt werden, da es sich durch die heißen Abgase stark erhitzt.The flywheel and the connecting rod bearing, on the crankshaft, should do not immerse in the oil bath. The excess oil is said to be on the walls of the crankcase expire. In another embodiment, the lubrication can be like with a four-stroke engine. Then the flywheel and the connecting rod bearing are immersed the oil bath and distributes the oil in the cylinder race. The lubrication is caused by the flow of the hot exhaust gases maybe imperfect. The exhaust would then have to be partially cooled and from the crankcase be laid so that entrained oil in the Crankcase can flow back. The oil must also be cooled in this embodiment, because it gets very hot from the hot exhaust gases.

Ein Schmierungsproblem könnte sich eventuell bei der Rolle oder dem Rad an der Stößelspitze, das in der Führungsrille läuft und für das Öffnen und Schließen des Kolbenventils mitverantwortlich ist, ergeben. Sollte eine dauerhafte Schmierung des Radlagers nicht möglich sein oder ganz auf das Rad oder die Rolle verzichtet werden können, muß der Motor mit einem Kraftstoff/Ölgemisch betrieben werden. Wenn das so ist muß in einer anderen Ausgestaltungsform, wie der Antrieb mit Gas, Öl zur Schmierung in den Einlaßkanal eingespritzt werden. Die Zündkerze muß dann etwas versetzt werden, damit das Öl nicht verbrennt.A lubrication problem could possibly arise with the roller or the wheel on the tappet tip that is in the guide groove runs and jointly responsible for opening and closing the piston valve is. Permanent lubrication of the wheel bearing should not be possible be or be completely dispensed with the wheel or the role the engine must run on a fuel / oil mixture will. If so, it must be in another embodiment, such as the drive with gas, oil is injected into the inlet duct for lubrication will. The spark plug must then be moved slightly so that the oil not burned.

Einer handelsüblichen Einspritzpumpe wird eine regelbare Einspritzdüse aufgesetzt. Regelbare Spritzdüsen kennt man zum Beispiel von Lackierrobotern. Änderungen zur Voranmeldung haben sich unter anderem wegen der zuerst denkbaren Auslaßventilgröße ergeben. Das Konstruktionsprinzip blieb aber unverändert. Der Anlasser und der Ventilator sind über den Keilriemen mit der Lichtmaschine auf der Kurbelwelle verbunden. Der Zylinder kann mit Luft oder Wasser gekühlt werden. Die Pumpen für den Ölkreislauf und den Kühlkreislauf der Wasserkühlung wurden direkt von der Kurbelwelle angetrieben. Diese Ausgestaltungsform ist luftgekühlt. Auch mehrzylindrische Versionen sind möglich. A commercially available injection pump becomes an adjustable one Injector attached. Controllable spray nozzles are known, for example, from painting robots. Changes to the pre-registration have partly due to the first conceivable outlet valve size. The construction principle remained unchanged. The starter and the fan are included with the V-belt connected to the alternator on the crankshaft. The cylinder can be cooled with air or water. The pumps for the oil circuit and the cooling circuit of the Water cooling was driven directly from the crankshaft. This embodiment is air-cooled. Multi-cylindrical versions are also possible.

Die kreisausschnittsförmige Führungsrille am Kolbenventil, in welcher die Führungsrolle oder das Führungsrad läuft, muß an den Rändern aus Hartmetall bestehen, vor allem wenn auf ein Führungsrad verzichtet wird und nur eine Führungsstange zum Einsatz kommt. Wegen des bei der Einspritzung geschlossenen Kolbenventils, muß der Einspritzpumpenmotor genügend Leistung bringen. Der hohe Druck im Einlaßkanal muß überwunden werden. Der Einspritzpumpenmotor sollte als Gleichstromelektromotor ausgeführt sein. Der Arbeitsstrom aus der Lichtmaschine muß gleichgerichtet sein oder werden. Ansonsten beziehe ich mich auf die Patentansprüche.The circular groove on the piston valve, in which the guide roller or the guide wheel runs, must be made of hard metal at the edges, especially if there is no guide wheel and only one guide rod is used. Because of the piston valve closed during injection, the injection pump motor must have sufficient power. The high pressure in the inlet channel must be overcome. The injection pump motor should work as a DC electric motor be executed. The working current from the alternator must be rectified be or become. Otherwise, I refer to the claims.

Der Motor soll in relativ niedrigen Drehzahlbereichen arbeiten und bei jeder Drehzahl den optimalen Drehmoment liefern. Wenn dieser Motor zum Beispiel mit einer Drehzahl von 1000 U/min läuft, entspricht das einer Drehzahl von 4000 U/min bei einem Viertakter. Der sich daraus ergebende kürzere Kolbenweg ist am rationellsten. Die exakte Bemessung der eingespritzten Kraftstoffmenge stellt technisch kein Problem dar und wurde bei anderen Einspritzern schon gelöst. Die genaue Einstellung des Motors auf dem Prüfstand und die daraus resultierende Computersteuerung, machen ihn zu einem echten Magermotor.The engine should work in relatively low speed ranges and deliver the optimal torque at any speed. If this engine, for example, at a speed of 1000 rpm running, this corresponds to a speed of 4000 rpm at one Four-stroke. The resulting shorter piston travel is the most rational. The exact measurement of the amount of fuel injected provides Technically not a problem and was with other injectors already solved. The exact setting of the engine on the test bench and the resulting computer control, make it one real lean engine.

Claims

1. Single-ended, charged, computer-controlled explosion engine with piston valve control, characterized in that the piston valve control is actuated via a valve tappet as a double connecting rod, with a two-part control cam on the lower connecting rod bearing. One cam lug opens the piston valve and one cam lug closes the piston valve. Instead of valves in the piston crown, part of the piston crown is turned into a valve and folded down. The tappet (double connecting rod) receives the control impulse of the control cams on both sides, which is why the tappet protrudes beyond the control cams, taking up the movement of the control cams or the cam lugs in both directions. The tappet also extends beyond the lower connecting rod bearing, on which the control cams are seated. At the lower end of the plunger is a milled area in which the control cams move. The movement of the control cams is passed on to the piston head via the tappet, parallel to the connecting rod as a double connecting rod. The piston crown is partially folded over. The tappet is guided over roller bearings which are attached to the connecting rod. Towards the piston head, the movement of the tappet is stabilized by a spiral spring that is attached to the connecting rod. The pendulum movement of the tappet, which acts beyond the upper connecting rod bearing, is transmitted via a wheel or a roller at the tip of the tappet to a milled track or guide groove, which is at an angle of approximately 100 degrees to the valve tappet. The fold-out part of the piston head is attached on one side with a hinge and has the milled guide groove below the piston center, which absorbs and absorbs the pendulum movement of the plunger. Only the control movement of the plunger up and down is passed on to the piston valve, since the guide groove, which is a circular section and in which the guide wheel runs at the tip of the plunger, only passes on this movement impulse. This opens and closes the piston valve as an outlet valve.

The camshaft for the intake valve sits on the crankshaft or the intake valves. In this embodiment, the inlet valve is a Tappet and rocker arm actuated by the control cam. Since the engine does not draw in air or any gasoline / air mixture, does he need a charging turbine or a compressor, which by driven by a DC motor, deliver the necessary boost pressure. The DC electric motor receives its electrical energy, like all electricity-consuming components first of all the necessary Battery and then from the alternator which is on the crankshaft sits. The engine gets its fuel from an injection pump, whose injector sits in the inlet duct. The injector must be the shorter as the speed increases Injection time due to higher fuel flow compensate

In modified configurations, the motor can also be used other fuels are operated. The spark plug is located right next to the intake valve. After ignition, with all valves closed the piston moves down. About two thirds of his way down begins open the piston valve and remains open until approximately two thirds of the piston travel are reached. Already after the piston is at the bottom dead center the inlet valve opens. At first only air is let into the combustion chamber. The piston has a little more than half its way up completed, the injection pump comes into action. The piston valve closes immediately before. After two thirds of the piston travel upwards it closes too the inlet valve.

The remaining third of the piston travel is up Residual compression phase. A pre-compression takes place due to the high boost pressure. The ignition takes place immediately after the piston top dead center. The correct shape and position of the control cam or correct valve setting is worked out on the test bench.

Air is forced into the combustion chamber by the supercharger. With the help of the injection pump, it becomes an ignitable mixture. After the mixture has ignited, the piston moves below. The energy in the fuel is best at that possible way converted into kinetic energy. The exhaust gas is fed into the crankcase via the piston valve derived. At the top possible point on the crankcase is the exhaust assembled.

2. The engine also needs an oil cooler and a special one Oil circuit, characterized in that oil is above the lower piston dead center is pressed in, which forms an oil bath in the crankcase which is cooled by an oil cooler. The cooled oil is sunk in three or five by the oil pump Lubrication holes pressed, which are drilled in the cylinder liner are.

If the engine is installed at an angle in a vehicle, it must be installed a lubrication hole should be placed on top. The piston rings distribute the oil film on their way up on the walls of the cylinder liner. One option would be made of gray cast iron, for example nika-coated cylinder barrel, with usual piston rings Find use.

3. The engine is computer controlled, characterized in that a control disk on the crankshaft is mounted, which the light of a laser diode for Control of the motor functions. Among other things, this allows the ignition timing to be precise determine. The speed-related data obtained is sent to a Computer chip passed. The computer chip calls the necessary control program for everyone individual component from a non-volatile memory. This is how the computer chip controls the charging turbine or the compressor and the injection pump or injector and fits theirs Function to the desired speed.

The laser diode shines through a hole in the control disc the crankshaft, on a light-sensitive semiconductor. With every newer revolution the semiconductor gives an electrical one Pulse to the computer chip. The computer chip uses this to calculate the actual speed and compares them with the desired speed respectively with the position of the accelerator pedal. The computer chip calls the real chip from the permanent memory Speed closest coming, next higher speed concerned Information and thus controls the injection nozzle or injection pump and increases the boost pressure by a higher speed of the loader engine. This continues until the desired speed is reached is. In between, the real speed is always checked using the Read the control disc and at the desired speed compared.

The acceleration values that can actually be achieved are from Components such as the charging turbine or the compressor and the Injection pump or the injector dependent. The ignition timing can be directly from the laser diode and the Control disc via the photosensitive semiconductor to the Ignition coil are forwarded. Several information can therefore be obtained from the control disc be retrieved.

The data stored in the read-only memory result from Exhaust gas and consumption measurements at different speeds put to the test. Certain information is assigned to each speed range, the final voltages determined for the components such as the turbo engine. First you have to work with commercially available personal computers will.