DE948826C

DE948826C - Verbrennungsmotor, besonders Hochleistungsmotor

Info

Publication number: DE948826C
Application number: DEN7972A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Froede
Original assignee: NSU Werke AG
Current assignee: NSU Werke AG
Priority date: 1953-11-03
Filing date: 1953-11-03
Publication date: 1956-09-06

Description

Verbrennungsmotor, besonders Hochleistungsmotor Es ist üblich, den Zylinder von Verbrennungsmotoren mit kreisförmigem Querschnitt auszuführen. Diese Bauart ist aus Fertigungsgründen entsta.nden, da die Herstellung einer zylindrischen Bohrung und eines entsprechenden Kolbens sowie der zugehörigen Kolbenringe oder sonstiger Dichtelemente mit einfachen Mitteln möglich ist.
In bezug auf den Gaswechselvorgang sowohl bei Viertakt- als . auch bei Zweitaktverbrennungsmotoren stellt die hierbei entstehende Form des Brennraumes keineswegs den günstigsten Fall dar. Es sind daher zahlreiche Hilfsmittel untersucht und ausgeführt worden, um beispielsweise beim Viertaktmotor die Querschnitte für den Gaswechsel zu vergrößern. In diesem Zusammenhang entstanden die Brennräume mit halbkugelförmiger Fläche im Zylinderkopf, in dem schräg hängende Ventile von maximalem Querschnitt angeordnet sind. Ebenso sind 3- und qventilige Anordnungen bekannt.
Auch die Sonderformen des Brennraumes, die für Hochleistungsmotoren mit verschieden großen Ein- und Auslaßkanälen entwickelt wurden, verfolgen den Zweck, die auf einer Zylinderbohrung von gegebenem Durchmesser untergebrachten Ventilquerschnitte so groß wie möglich zu gestalten. In derselben Richtung liegen die Bestrebungen, einen Drehschiebermotor zu entwickeln, der bekanntlich wesentlich größere Ein- und Auslaßöffnungen unterzubringen gestattet. Es ist ebenfalls bekannt und außerdem insbesondere für Viertaktmotoren bereits vorgeschlagen worden, den Zylinder einer Brennkraftmaschine durch zwei nebeneinanderliegende Bohrungen zu bilden, die mit den gemeinsamen Tangenten verbunden werden.
Dagegen wird für den Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung vorgesehen, den Querschnitt des Zylinders und damit des Arbeitsraumes aus mehreren - vorzugsweise zwei - kreisförmigen Querschnitten zusammenzusetzen, die sich in einem gewissen Bereich ihres Umfanges überschneiden. Der Überschneidungswinkel soll hierbei zwischen 30 und 9o° gewählt werden und ist zu messen zwischen den Tangenten im Schnittpunkt. Der auf diese Weise entstehende etwa achterförmige Querschnitt gestattet sowohl die Unterbringung größter Ventile für Ein- und Auslaß Viertaktmotor Tals auch eine weit bessere Erfassung des Arbeitsvolumens durch die Spülströme beim Zweitaktverfahren-Gegenüber der bekannten Ausführung entstehen durch die Anwendung von einander überschneidenden Zylinderbohrungen folgende Vorteile: i. Die Zylinderbohrungen sind durch Drehen, Feinbohrer, Schleifen und Honen billig und einwandfrei herzustellen.
2. Für die Abdichtung können normale Kolbenringe verwendet werden, bei denen ein der überschneidung entsprechender Teil des Umfanges herausgenommen ist.
3. Durch Verwendung von wechselseitig überlappten Ringabschnitten gemäß Patent 919 569 kann ein gasdichter Abschluß in einer einzigen Ringnut erzielt werden und damit der Kolbenkopf wesentlich kürzer ausgeführt sein als normal.
4. Bei Viertaktmotoren ist eine weitgehendere Ausnutzung der Querschnittsfläche des Zylinders möglich als bei Anwendung der durch Tangenten begrenzten Form.
Für einen Ventilmotor mit der oben beschriebenen Brennraumform kann beispielsweise der optimale Querschnitt für die Gaskanäle bei gleichem Ventilwinkel um etwa 6o°/o vergrößert werden, ohne daß die Gestalt des Verbrennungsraumes irgendwelche Zerklüftungen erhalten muß; andererseits kann bei gleichbleibendem Gasquerschnitt in den Kanälen der Ventilwinkel wesentlich verringert und eventuell bis auf Null herabgesetzt werden. Hierdurch wird die Baubreite des Zylinderkopfes günstiger, bzw. es kann eine direkte Ventilbetätigung mit einer einzigen oberliegenden Nockenwelle durchgeführt werden.
Der Kolbenbolzen kann in einer derartigen Maschine entweder in Richtung der kurzen oder der langen Achse des achterförmigen Querschnittes angeordnet sein, wobei die Anordnung -in der kurzen Achse eine vollkommene Ausführung eines Gleitschuhkolbens mit geringstem Gewicht ermöglicht. Die Lage des Kolbenbolzens in der Längsachse hat den Vorteil, daß ein günstiges Führungsverhältnis für den Kolben entsteht und eine direkte Übertragung der Verbrennungs- und Gleitbahndrücke durch reine'Druckkräfte möglich ist. Allerdings verlangt diese Ausführung einen Pleuel mit gegabeltem Kopf.
Der Erfindungsgegenstand wird durch die Abbildungen i bis i i beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt im einzelnen Abb. i eine schematische Ansicht eines im Schnitt angedeuteten Zylinders, bei dem die Kanalgröße und der Brennraum bei einem go°-Ventilwinkel wiedergegeben sind, Abb. 2 eine ähnlich schematische Ansicht, die Kanalgröße und Brennraum bei einem o°-Ventilwinkel wiedergibt, Abb. 3 einen Querschnitt durch die Zylinder der Abb. i und 2, Abb. 4 einen Längsschnitt durch einen mit Umkehrspülung ausgerüsteten Zweitaktzylinder, Abb. 5 einen Querschnitt durch den in Abb. 4 wiedergegebenen Zylinder, Abb. 6 einen Längsschnitt durch einen Zweitaktzylin.der mit Querstromspülung, Abb. 7 - einen Querschnitt durch den Zylinder nach Abb. 6, Abb. 8 die Anordnung der Dichtelemente im Kolben in Draufsicht, Abb. 9 eine Querlagerung des Kolbenbolzens im entsprechenden Schnitt, Abb. io eine Längslagerung des Kolbenbolzens im entsprechenden Schnitt und Abb. i i verschiedene Formen für eine Dichtgrenze aus wechselseitig überlappten Ringabschnitten in schaubildlicher Darstellung.
Die Mittelpunkte müssen nicht auf einer Geraden liegen. Auch kann die Anzahl der Abschnitte beliebig sein. Wesentlich ist, daß die dargestellten Ringabschnitte sich wechselseitig überlappen, wie in Abb. 8 deutlich erkennbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verbrennungsmotor, besonders Hochleistungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum aus mehreren achsparallelen - vorzugsweise zwei - zylindrischen Bohrungen besteht, die sich unter Tangentenwinkeln zweckmäßig zwischen 30 und 9o° überschneiden, und daß der Kolben, der in seinem oberen Teil dem Arbeitsraum entsprechend geformt ist, durch Ringabschnitte abgedichtet ist.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Kolbens ein oder mehrere fugengeschlossene Dichtringe mit wechselseitig überlappten Enden vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 257 417; französische Patentschrift Nr. 615 22o,'Zusatz-Patentschrift Nr. 31973.