DE4407506A1

DE4407506A1 - I.C. piston engine with two centre-symmetrical pistons

Info

Publication number: DE4407506A1
Application number: DE19944407506
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Woyderski
Original assignee: WOYDERSKI GEORG DIPL ING FH
Current assignee: WOYDERSKI GEORG DIPL ING FH
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 1994-08-04

Abstract

The cylinder space (1) contains two opposite pistons (2), forming a space between them. There is a connection, via which the gases are transferable in dependence on the piston position. There is an effective intermediate drive (3-6) for the piston movement in the cylinder at identical stroke frequency. There is a main dive shaft (7).The cylinder space, integrated in a casing, contains the two pistons with symmetrical spacing from the central point of the central reverse point. The spacing is the piston intermediate space of the combustion chamber. Pref. the intermediate drive acts between the pistons and the main drive shaft.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Kolbenbrennkraftma schine mit zwei zentrisch-symmetrischen Kolben in einem Zylinderraum, die vorwiegend als Antriebsmaschine einge setzt wird.The invention relates to a piston internal combustion engine machine with two centric-symmetrical pistons in one Cylinder space, which is predominantly turned into a prime mover is set.

Weltweit beschäftigt man sich mit dem Problem, den Kraftstoffverbrauch der Kolbenbrennkraftmaschinen zu sen ken und maximale Energieumsatzbilanz dieser Systeme zu erreichen.The problem is dealt with worldwide To reduce fuel consumption of piston internal combustion engines and maximum energy turnover balance of these systems to reach.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, das bei allen bekannten KolbenbrennkraftmaschinenThe invention was based on the knowledge that all known piston internal combustion engines

- only a part of the amount of energy used for the effective performance is implemented,
- the expansion during the combustion process in the combustion chamber the gases are evenly distributed in all directions,

womit ein Teil der wirkenden Expansionsenergie in stati sche Energie umgesetzt wird.with which part of the effective expansion energy in stati energy is implemented.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von Brennkraftmaschinen der zur Zeit bekannten Gattung die konstruktiven Elemente in eine solche Form zu brin gen und abzuändern, saß die Expansionsenergie maximal in dynamische Energie umgesetzt wird.The invention is based on the object of internal combustion engines of the genre currently known to bring the constructive elements into such a form the expansion energy was at its maximum is converted into dynamic energy.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die im kennzeichnendem Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale vorgesehen.To solve this problem, the invention specified in the characterizing part of the main claim Features provided.

Im symmetrischem Motorgehäuse ist der Zylinderraum integriert und vom Verdichtungsgrad abhängigem Abstand, spiegelbildlich zum Mittelpunkt, die Kolben eingesetzt. Diese Stellung der Kolben ist der zentrischer Umkehr punkt oT und der Kolbenzwischenraum die Brennkammer, die mit der Zündkerze ausgestattet ist.The cylinder chamber is in the symmetrical motor housing integrated and depending on the degree of compaction, mirrored to the center, the pistons inserted. This position of the pistons is the central reversal Punkt oT and the piston space the combustion chamber is equipped with the spark plug.

Wurde dem System das Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt, der Verdichtungsvorgang abgeschlossen, der Zündvorgang in der Brennkammer vollzogen, wirkt die Expansionsenergie auf beide Stirnflächen der Kolben und bewirkt die Kolben bewegungen in beide entgegengesetzten Richtungen.If the fuel-air mixture was fed into the system, the compression process completed, the ignition process The expansion energy acts in the combustion chamber on both faces of the pistons and causes the pistons movements in both opposite directions.

Die Kolbenbewegungen werden durch die Pleuelstangen, Kurbelwellen und Zwischenrädern in Rotationsbewegung der Hauptabtriebswelle wirksam umgesetzt.The piston movements are through the connecting rods, Crankshafts and idler gears in rotation of the Main output shaft effectively implemented.

Die Gestaltung der Kurbelwellenübertragung durch Zwi schenräder zur Hauptabtriebswelle erhöht die wirksame Ausgangsleistung.The design of the crankshaft transmission by Zwi gears to the main output shaft increases the effective Output power.

Der maximaler Abstand der Kolben vom gemeinsamen Mittel punkt ist der Umkehrpunkt uT.The maximum distance of the pistons from the common mean point is the reversal point UT.

Die so gestaltete Kolbenbrennkraftmaschine hat folgende Hauptvorteile:The piston internal combustion engine designed in this way has the following Main advantages:

a) The expansion energy generated in the combustion chamber double-acting piston pressure and sets largely the acting expansion energy into dynamic.
b) Extensive elimination of static energy expansion joints due to elimination of the cylinder head.
c) Lower fuel consumption with the same lei parameters for conventional piston combustion engines.
d) Higher efficiency through better energy record balance.

Außer den Hauptvorteilen, hat die so gestaltete Brenn kraftmaschine, noch weitere Vorteile:Besides the main advantages, the Brenn has been designed in this way engine, further advantages:

e) The cylinder head, the cylinder head gasket and the the necessary connecting elements are omitted, the manufacture and assembly is cheaper.
f) The manufacturing cost for the cylinder block is because of the symmetry.
g) The effort for the ignition system is less by double-effective ignition process.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Ausführungsbei spiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is now based on the example games explained in connection with the drawings. It shows:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Zylinderraum des Zwei taktsystems mit zwei zentrisch-symmetrischen Kolben, Fig. 1 shows a cross section through the cylinder space of the two clock system with two centrally-symmetrical piston,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Zylinderraum des Vier taktsystems mit zwei zentrisch-symmetrischen Kolben, Fig. 2 shows a cross section through the cylinder space of the four-stroke system with two centrally-symmetrical piston,

Fig. 3 die Wirkung der Expansionskräfte der Kolbenbrenn kraftmaschinen bei herkömmlicher Bauweise, Fig. 3 shows the effect of the expansion forces of the piston internal combustion engines with traditional construction methods,

Fig. 4 die erfindermäßige Konstruktionslösung und Wir kung der Expansionskräfte bei Kolbenbrennkraftmaschinen mit zwei zentrisch-symmetrischen Kolben in einem Zylin derraum. Fig. 4, the inventive design solution and we effect the expansion forces in piston internal combustion engines with two centrically symmetrical pistons in a cylinder space.

Gemäß Fig. 1 ist im Motorblock 15 der Zylinderraum 1 integriert und mit den Wasserkühlkanälen 16 ausgebildet. Symmetrisch zum Mittelpunkt die Einlaßkanäle 8, die Spül kanäle 9 und die Auslaßkanäle 10 angeordnet. Die funktio nelle Strömungsabläufe in den Kanälen 8, 9, und 10, ent sprechen im Zusammenspiel mit der Stellung der Kolben den der herkömmlich bekannten Weise, mit dem Unterschied, das beim Verdichtungsvorgang und Expansionsvorgang für beide Kolben die Strömungen und der Zündvorgang im gemeinsamen Teil des Zylinderraumes erfolgen.Referring to FIG. 1, the cylinder chamber 1 is integrated and formed with the water cooling channels 16 in the engine block 15. The inlet channels 8 , the rinsing channels 9 and the outlet channels 10 are arranged symmetrically to the center. The func tional flow sequences in the channels 8 , 9 , and 10 , in correspondence with the position of the pistons, correspond to that of the conventionally known manner, with the difference that the flows and the ignition process in the common part of the piston during the compression process and expansion process Cylinder space.

Symmetrisch zum Mittelpunkt ist die Lagerung 21 der Haupt abtriebswelle 7 unterhalb des Zylinderraumes 1 im Motor block 15 angeordnet.The bearing 21 of the main output shaft 7 is arranged symmetrically to the center below the cylinder chamber 1 in the engine block 15 .

Im Zylinderraum 1 sind spiegelbildlich zum symmetrischen Mittelpunkt und beweglich zwischen den Umkehrpunkten oT und uT, die Kolben 2 eingesetzt.The pistons 2 are inserted in the cylinder space 1 as a mirror image of the symmetrical center point and movable between the reversal points oT and uT.

Der Raum zwischen den Kolbenstellungen im zentrischem Umkehrpunkt oT bildet die Brennkammer 20 in der von außen die Zündkerze 12 angeordnet ist.The space between the piston positions in the central reversal point oT forms the combustion chamber 20 in which the spark plug 12 is arranged from the outside.

Zu Kompressionszwecken sind Kolbenringe 19 in den Nuten der Kolben 2 angeordnet.Piston rings 19 are arranged in the grooves of the pistons 2 for compression purposes.

Zwei Kurbelwellen 17 sind in üblicher Weise symmetrisch im gleichem Abstand vom zentrischem Mittelpunkt, im Motor block 15 gelagert. Die ausgebildeten Exzenterzapfen 4 der Kurbelwelle 17 sind über Pleuellager mit einem Ende der Pleueln 3 verbunden, das andere Ende der Pleueln 3 über ein Kolbenbolzenlager und Kolbenbolzen 18 mit den Kolben 2. Die Ausgangszapfen der Kurbelwellen 17 sind mit Zwischen rädern 5 ausgestattet, die Hauptabtriebswelle 7 die in der Lagerung 21 im Motorblock 15 angeordnet ist, mit dem Zahnrad 6. Two crankshafts 17 are mounted in the usual way symmetrically at the same distance from the central center, block 15 in the engine. The formed eccentric pins 4 of the crankshaft 17 are connected to one end of the connecting rods 3 via connecting rod bearings, the other end of the connecting rods 3 via a piston pin bearing and piston pin 18 to the piston 2 . The output pins of the crankshafts 17 are equipped with intermediate wheels 5 , the main output shaft 7 which is arranged in the bearing 21 in the engine block 15 with the gear 6 .

Die Außenverzahnungen der Zahnräder 5 kämmen die Außen verzahnungen des Zahnrades 6.The external teeth of the gear wheels 5 mesh the external teeth of the gear 6 .

Wenn daher die Kurbelwellen 17 um ihre Drehachsen 22 umlaufen, bewegen sich die Kolben 2 im Zylinderraum 1 des Motorblocks 15 gleichzeitig und symmetrisch zum zentri schen Mittelpunkt, zwischen den zentrischen Umkehrpunkten oT und den äußeren Umkehrpunkten uT, und die Rotationsbe wegung, durch das Kämmen der Außenverzahnungen der Zahn räder 5 der Kurbelwellen 17 mit dem Zahnrad 6 der Haupt abtriebswelle 7, wirksam wird.Therefore, if the crankshafts 17 revolve around their axes of rotation 22 , the pistons 2 in the cylinder space 1 of the engine block 15 move simultaneously and symmetrically to the center point, between the central reversal points oT and the outer reversal points uT, and the Rotationsbe movement, by combing the External toothing of the toothed wheels 5 of the crankshafts 17 with the gear 6 of the main output shaft 7 , takes effect.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung der Kolbenbrennkraftma schine mit zwei zentrischsymmetrischen Kolben in Vier taktsystem Ausführung. Fig. 2 shows an illustration of the piston internal combustion engine with two centrically symmetrical pistons in four-stroke system design.

Fig. 3 zeigt die Wirkung der Expansionskräfte in Kol benbrennkraftmaschinen der herkömmlichen Bauweise. Der erzeugte Expansionsdruck in der Brennkammer F_EG, wirkt auf die Kolbenfläche des Kolbens 2 sowie auf die Fläche des Zylinderkopfes 3 der mit Zylinder 1 durch die Schrauben 4 verbunden ist, und setzt durch Bewegung des Kolbens 2 im Zylinder 1 ein Teil des Expansionsdrucks in dynamische Energie F_D um. Fig. 3 shows the effect of the expansion forces in Kol benbrennkraftmaschinen of the conventional design. The expansion pressure generated in the combustion chamber F _EG acts on the piston surface of the piston 2 and on the surface of the cylinder head 3 which is connected to the cylinder 1 by the screws 4 , and sets part of the expansion pressure into dynamic force by moving the piston 2 in the cylinder 1 Energy F _D um.

Der auf die Fläche des Zylinderkopfes 3 wirkender Druck anteil wird teilweise kompensiert und in statische Ener gie umgesetzt.The pressure portion acting on the surface of the cylinder head 3 is partially compensated and converted into static energy.

Folgerung:Conclusion:

- Part of the fuel supplied can not in effective performance in this sys be implemented.

Fig. 4 zeigt die Wirkung der Expansionskräfte in Kol benbrennkraftmaschinen mit zwei zentrisch-symmetrischen Kolben in einem Zylinderraum. Fig. 4 shows the effect of the expansion forces in Kol benbrennkraftmaschinen with two centrally-symmetrical pistons in a cylinder space.

Der erzeugter Expansionsdruck in gemeinsamer Brennkammer F_EG, wirkt symmetrisch auf beide gegenüberliegenden Kol benflächen der Kolben 2 und setzt durch die Bewegung der Kolben 2 im Zylinder 1 ein relativ hohen Teil des Expan sionsdrucks in dynamische Energie F_D um.The generated expansion pressure in a common combustion chamber F _EC, acts symmetrically on both opposite Kol benflächen the piston 2 and enforces the movement of the piston 2 in the cylinder 1, a relatively high portion of the Expan sion pressure into dynamic energy to F _D.

Nur ein relativ geringer Druckanteil wird in der Brenn kammer kompensiert und in statische Energie umgesetzt. Only a relatively small amount of pressure is in the kiln chamber compensated and converted into static energy.

Folgerung:Conclusion:

- a relatively high proportion of the supplied Fuel is used in this system effective performance implemented.

Claims

1. Piston internal combustion engine with a cylinder chamber and the associated two opposing pistons, a space between the pistons, a connection via which the gases can be controlled in dependence on the piston position, an effective intermediate drive through which the movement of the pistons in the cylinder is realized with the same stroke frequency , and a main output shaft, characterized in that the cylinder space ( 1 ) integrated in the housing has two opposite pistons ( 2 ) which have the central point of reversal at a symmetrical distance from the center and the piston space is the combustion chamber.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the intermediate drive ( 3 , 4 , 5 , 6 ) between the pistons ( 2 ) and the main output shaft ( 7 ) is effective.

3. Internal combustion engine according to claim 1 and 2, characterized in that in two-stroke internal combustion engines, the connecting channels ( 8 , 9 , 10 , 11 ) and in four-stroke internal combustion engines, their drives ( 8 , 9 , 13 , 14 ) for the supply / Exhaust gases are effective.

4. Internal combustion engine according to claim 1, 2, 3, characterized characterized in that the internal combustion engine consists of one or more cylinder rooms.