EP0016381B1 - Luftgekühlter, drehschiebergesteuerter Viertakt-Verbrennungsmotor - Google Patents

Luftgekühlter, drehschiebergesteuerter Viertakt-Verbrennungsmotor Download PDF

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EP0016381B1
EP0016381B1 EP80101145A EP80101145A EP0016381B1 EP 0016381 B1 EP0016381 B1 EP 0016381B1 EP 80101145 A EP80101145 A EP 80101145A EP 80101145 A EP80101145 A EP 80101145A EP 0016381 B1 EP0016381 B1 EP 0016381B1
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EP
European Patent Office
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passage
crankcase
cylinder
cylinder head
bore
Prior art date
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EP80101145A
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English (en)
French (fr)
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EP0016381A1 (de
Inventor
Günther Dylla
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dylla Norbert
Original Assignee
Dylla Norbert
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Publication date
Application filed by Dylla Norbert filed Critical Dylla Norbert
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Publication of EP0016381A1 publication Critical patent/EP0016381A1/de
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Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B15/00—Reciprocating-piston machines or engines with movable cylinders other than provided for in group F01B13/00
    • F01B15/007—Reciprocating-piston machines or engines with movable cylinders other than provided for in group F01B13/00 having spinning cylinders, i.e. the cylinders rotating about their longitudinal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/04—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/16—Sealing or packing arrangements specially therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/34—Ultra-small engines, e.g. for driving models
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

Definitions

  • the invention relates to an air-cooled, rotary valve-controlled four-stroke internal combustion engine with a cylinder liner rotatably mounted about its axis in a bearing bore of the cylinder block, which has a fixedly connected to it, sealingly abutting the cylinder head, forming the rotary slide valve, and via a gear transmission from the crankshaft in Ratio 1: 2 is driven, the bottom having a passage opening and the cylinder head having at least one inlet and one outlet opening, all three of which are arranged on the same diameter.
  • Known rotary vane-controlled four-stroke internal combustion engines of this type are used in practice primarily as model engines, that is to say for driving model aircraft, model ships and model cars. Up to a cubic capacity of about 6 cc, such rotary valve-controlled four-stroke internal combustion engines also work relatively well. With a larger displacement, however, cooling and lubrication is no longer sufficient with air-cooled engines.
  • the heat generated in the rotating cylinder liner must namely be transferred to the cylinder block via its outer wall and from there via cooling fins to the outside air. Some of the heat is also transferred from the bottom of the cylinder liner to the cylinder head.
  • a water-cooled, rotary valve-controlled four-stroke internal combustion engine is also known (US Pat. No. 1,614,634), in which a helical groove which is open towards the cylinder liner is incorporated into the wall of the bearing bore for the cylinder liner.
  • An inlet channel is provided in the cylinder head and communicates with this helical groove via an annular channel.
  • Lubricating oil is pressed into the helical groove through this inlet channel and the ring channel. This lubricating oil lubricates the rotating cylinder liner and then enters the crankcase.
  • the cylinder block is double-walled, with cooling water being pumped through the cavity between the two walls.
  • this known water-cooled internal combustion engine is considerably more expensive than an air-cooled engine due to the water cooling.
  • a water pump, a cooler and a driven fan must also be provided for the cooling water.
  • additional units are also subject to wear and are therefore prone to repair and malfunction. They also increase the overall weight of the engine, which is particularly disadvantageous for model engines.
  • the invention has for its object to provide an air-cooled, rotary valve-controlled four-stroke internal combustion engine of the type mentioned, in which sufficient cooling and lubrication is ensured in a simple manner without essential additional units.
  • At least one first channel extending from the crankcase to the cylinder head is provided, which opens into a second channel on the cylinder head side and that otherwise All-round closed crankcase communicates with the outside air via an inlet channel and an automatically acting valve arrangement, which allows outside air to flow into the crankcase when the piston moves upwards from its lower dead center to its top dead center and closes the inlet channel when the piston moves downward, so that the inlet valve closes Crankcase intake air is displaced through the first and second channels.
  • the rotary valve-controlled four-stroke internal combustion engine achieves excellent cooling and significantly improved lubrication of the cylinder liner by very simple means that do not require any significant design effort. It is only necessary to provide one or expediently several channels acting as cooling air channels in the cylinder block adjacent to the outer wall of the cylinder liner and an outlet channel and the valve arrangement mentioned above in the cylinder block or cylinder head.
  • the piston moving up and down then also serves as a pump for the cooling air. As it moves up, it draws cool outside air into the crankcase. When the piston moves downward, this can only be displaced by the cooling air ducts and the outlet duct, since during the downward movement of the piston, the valve arrangement closes the inlet channel.
  • the air flowing along the outer wall of the cylinder liner cools the cylinder liner, this cooling extending over a larger circumferential area of the cylinder liner, since the latter rotates past the cooling air channels.
  • the cooling air also pulls oil droplets out of the crankcase into the cooling air channel or channels. These oil droplets attach themselves to the outer wall of the cylinder liner and are also taken into the gap between the cylinder liner and the bearing bore when the cylinder liner rotates.
  • the cooling air channels also ensure excellent lubrication, in particular of the parts of the cylinder liner that are distant from the crankshaft.
  • a cylinder liner 3 is rotatable about its axis and can be displaced to a limited extent in the axial direction.
  • the upper end of the cylinder liner 3 is closed by a bottom 4 which is firmly connected to the cylinder liner.
  • This bottom 4 has an eccentrically arranged through bore 5.
  • the bottom 4 rests with a flat sealing surface 4a on the cylinder head 6 and is initially held against the cylinder head 6 with little force by springs, not shown, which act on the flange 7.
  • the cylinder head 6 has an inlet opening 8 and an invisible outlet opening, which is arranged on the same diameter, but which displaces the inlet opening 8 in the circumferential direction. Another opening, which is also arranged on the same diameter, serves to receive a glow plug.
  • the bottom 4 forms a rotary slide valve which interacts with the cylinder head 6.
  • crankcase 9 adjoins the cylinder block 2 at the bottom. Only to simplify the drawings, cylinder block 2 and crankcase 9 are shown in one piece in the exemplary embodiment shown, but in practice both parts are usually manufactured separately and screwed together during assembly.
  • the crankshaft 10 is mounted in the crankcase 9. It carries a pinion 11, which drives the bevel gear 13, which is fixedly connected to the cylinder liner 3, in a 1: 2 ratio via a first bevel gear 12.
  • four, axially parallel grooves 14, which are open towards the outer wall 3a of the cylinder liner 3 and are used as cooling air channels and for the supply of lubricant, are provided in the wall of the bearing bore 1.
  • the grooves 14 extend from the crankcase 9 to approximately the cylinder head 6 over approximately the entire length of the cylinder liner 3.
  • the grooves 14 open into an annular channel 15 which is incorporated into the cylinder head-side end 2a of the cylinder block 2.
  • part of the ring channel 15 is formed by a ring shoulder 1 6 screwed into the sealing surface 4a on the circumference of the base 4.
  • This ring shoulder 16 has at the same time the effect that the sealing surface 4a resting on the cylinder head 6 is reduced and thus the friction between the two parts is reduced. In addition, lubricant can also penetrate better to the remaining sealing surface 4a.
  • An outlet channel 17 provided in the cylinder head 6 opens into the ring channel 15. However, this outlet channel may also be arranged at the end 2a of the cylinder block 2 on the cylinder head side.
  • a valve arrangement is also provided which controls the supply of outside air into the crankcase 9, which is otherwise closed on all sides.
  • this valve arrangement is formed by parts of the crankshaft and a housing part (connecting piece) 18 connected to the crankcase 9.
  • the crankshaft 10 has an axial bore 19 which is open towards the inside of the crankcase 9 and a radial bore 20 which is provided outside the actual crankcase in the region of the housing part 18.
  • the two bores 19 and 20 together form an inlet channel.
  • the housing part 18 surrounding the crankshaft 10 has an inlet opening 21, which extends over part of the circumference of the crankshaft 10 and lies with the radial bore 20 in a radial plane.
  • This inlet opening 21 can extend approximately over half the circumference of the crankshaft 10.
  • the inlet opening 21 is arranged opposite the radial bore 20 such that the radial bore 20 moves in the region of the inlet opening 21 when the piston 22 moves upward from its lower to its upper dead center in the direction A, as shown in FIG. 1.
  • the radial bore 20 rotates in a region of the housing connecting piece 18 which is not covered by the inlet opening 21. The radial bore 20 is thus closed by the nozzle 18 during the downward movement of the piston.
  • the heated exhaust air emerging from the outlet duct 17 can either be discharged into the open or can also be returned to the carburetor V via a connecting line 23.
  • the connecting line 23 prevents any oil droplets still present in the exhaust air from reaching the outside air. At the same time, however, it is also achieved that the oil droplets are supplied to the mixture via the carburetor V and cause additional lubrication between the piston 22 and the cylinder liner 3. So practically no oil is lost.
  • the connecting line 23 is expediently guided outside the cylinder head over a greater length, so that the connecting line 23 also serves as a heat exchanger and the exhaust air flowing through the connecting line 23 is cooled again by the outside air surrounding the connecting line 23.
  • FIGS. 5 and 6 show a further exemplary embodiment, the rotary vane-controlled four-stroke internal combustion engine functioning in the same way as the exemplary embodiment shown in FIGS. 1-4. Parts of the same function are therefore also designated with the same reference symbols, the above description being to be applied analogously.
  • a needle bearing consisting of a plurality of needles 24 is provided between the outer wall 3a of the cylinder liner 3 and the bearing bore 1 of the cylinder head 2.
  • the needles 24 are kept at a distance by cage rings 25.
  • the spaces 26 present between the individual needles 24 form the cooling air ducts in this exemplary embodiment.
  • the oil droplets entrained by the cooling air lubricate the bearing needles 24.
  • an inlet channel 27 is provided in the wall of the crankcase 9.
  • the valve flap 28 of a flutter valve is arranged on the inside of the crankcase 9.
  • the piston 22 moves upward, the valve flap 28 is lifted off the inlet channel 27 and cool outside air can flow into the interior of the crankcase 9.
  • the piston moves downward in direction B, an overpressure is achieved in the crankcase 9, which presses the valve flap 28 against the inner wall of the crankcase 9 and thus closes the inlet channel 27.
  • the cool outside air sucked into the crankcase can now only through the spaces 26, the ring channel 15 and the outlet channel 17 escape.

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  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten, drehschiebergesteuerten Viertakt-Verbrennungsmotor mit einer in einer Lagerbohrung des Zylinderblockes um ihre Achse drehbar gelagerten Zylinderbüchse, die einen fest mit ihr verbundenen, am Zylinderkopf abgedichtet anliegenden, den Drehschieber bildenden Boden aufweist und über ein Zahnradgetriebe von der Kurbelwelle aus im Verhältnis 1:2 angetrieben wird, wobei der Boden eine Durchlaßöffnung und der Zylinderkopf mindestens eine Ein- und eine Auslaßöffnung aufweisen, die alle drei auf dem gleichen Durchmesser angeordnet sind.
  • Derartige bekannte drehschiebergesteuerte Viertakt-Verbrennungsmotoren (vgl. DE-A-27 14 351) werden in der Praxis in erster Linie als Modellmotoren, also zum Antrieb von Modell-Flugzeugen, Modell-Schiffen und Modell-Autos verwendet. Bis zu einem Hubraum von etwa 6 ccm funktionieren derartige drehschiebergesteuerte Viertakt-Verbrennungsmotoren auch verhältnismäßig gut. Bei einem größeren Hubraum ist jedoch die Kühlung und Schmierung, bei luftgekühlten Motoren, nicht mehr ausreichend. Die in der sich drehenden Zylinderbüchse entstehende Wärme muß nämlich über deren Außenwand auf den Zylinderblock und von diesem über Kühlrippen auf die Außenluft übertragen werden. Ein Teil der Wärme wird auch vom Boden der Zylinderbüchse auf den Zylinderkopf übertragen. Bei größeren luftgekühlten Motoren ist jedoch die Wärmeabfuhr ungenügend, so daß sich insbesondere die Zylinderbüchse unzulässig erwärmt. Ferner ist es bei einem derartigen drehschiebergesteuerten Viertakt-Verbrennungsmotor unbedingt erforderlich, daß die sich mit großer Tourenzahl drehende Zylinderbüchse an ihrer Außenwand geschmiert wird.
  • Dies erfolgt bisher dadurch, daß das in dem Kurbelgehäuse enthaltene Öl durch die Bewegung der Kurbelwelle und auch das im Kurbelgehäuse angetriebene Zahnradgetriebe hochgeschleudert wird und in den Spalt zwischen der Außenwand der Zylinderbüchse und der Lagerbohrung eindringt. Diese Art der Schmierung ist jedoch bei Motoren mit größerem Hubraum ungenügend.
  • Es ist ferner ein wassergekühlter, drehschiebergesteuerter Viertakt-Verbrennungsmotor bekannt (US-A-1 614 634) bei dem in die Wandung der Lagerbohrung für die Zylinderbüchse eine zur Zylinderbüchse hin offene, schraubenförmige Nut eingearbeitet ist. Im Zylinderkopf ist ein Einlaßkanal vorgesehen, der über einen Ringkanal mit dieser schraubenförmigen Nut in Verbindung steht. Durch diesen Einlaßkanal und den Ringkanal wird Schmieröl in die schraubenförmige Nut gedrückt. Dieses Schmieröl schmiert die rotierende Zylinderbüchse und tritt dann in das Kurbelgehäuse ein. Der Zylinderblock ist doppelwandig ausgeführt, wobei durch den Hohlraum zwischen beiden Wänden Kühlwasser hindurchgepumpt wird.
  • Dieser bekannte wassergekühlte Verbrennungsmotor ist jedoch infolge der Wasserkühlung wesentlich teurer als ein luftgekühlter Motor. Außer der doppelwandigen Ausgestaltung des Zylinderblockes muß nämlich noch für das Kühlwasser eine Wasserpumpe, ein Kühler und ein angetriebener Ventilator vorgesehen sein. Hinzu kommt noch eine Pumpe, für das in die schraubenförmige Nut zu pumpende Öl und gegebenenfalls ein Ölkühler. Abgesehen von den erhöhten Herstellungskosten, sind derartige zusätzliche Aggregate auch einem Verschleiß unterworfen und damit reparatur- und störanfällig. Außerdem erhöhen sie das Gesamtgewicht des Motors, was insbesondere bei Modellmotoren von Nachteil ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen luftgekühlten, drehschiebergesteuerten Viertakt-Verbrennungsmotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem in einfacher Weise eine ausreichende Kühlung und Schmierung ohne wesentliche zusätzliche Aggregate sichergestellt ist.
  • Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise angrenzend an die Außenwand der Zylinderbüchse in dem Zylinderblock mindestens ein sich vom Kurbelgehäuse im wesentlichen bis zum Zylinderkopf erstreckender erster Kanal vorgesehen ist, der zylinderkopfseitig in einen zweiten Kanal mündet und daß das sonst allseitig geschlossene Kurbelgehäuse mit der Außenluft über einen Einlaßkanal und eine selbsttätig wirkende Ventilanordnung in Verbindung steht, die bei Aufwärtsbewegung des Kolbens von seinem unteren zu seinem oberen Totpunkt Außenluft in das Kurbelgehäuse einströmen läßt und bei Abwärtsbewegung des Kolbens den Einlaßkanal verschließt, so daß die in das Kurbelgehäuse eingesaugte Luft durch den ersten und zweiten Kanal verdrängt wird.
  • Bei dem drehschiebergesteuerten Viertakt-Verbrennungsmotor wird eine ausgezeichnete Kühlung und eine wesentlich verbesserte Schmierung der Zylinderbüchse durch sehr einfache Mittel erreicht, die keinen wesentlichen konstruktiven Aufwand erfordern. Es ist lediglich erforderlich, angrenzend an die Außenwand der Zylinderbüchse in dem Zylinderblock einen oder zweckmäßig mehrere als Kühlluftkanäle wirkende Kanäle und im Zylinderblock oder auch Zylinderkopf einen Auslaßkanal sowie die oben erwähnte Ventilanordnung vorzusehen. Der sich auf- und abbewegende Kolben dient dann gleichzeitig als Pumpe für die Kühlluft. Bei seiner Aufwärtsbewegung saugt er kühle Außenluft in das Kurbelgehäuse an. Diese kann bei Abwärtsbewegung des Kolbens nur durch die Kühlluftkanäle und den Auslaßkanal verdrängt werden, da bei Abwärtsbewegung des Kolbens die Ventilanordnung den Einlaßkanal verschließt. Die an der Außenwand der Zylinderbüchse entlangstreichende Luft kühlt die Zylinderbüchse, wobei sich diese Kühlung über einen größeren Umfangsbereich der Zylinderbüchse erstreckt, da letztere an den Kühlluftkanälen vorbei rotiert. Die Kühlluft reißt aber auch aus dem Kurbelgehäuse Öltröpfchen in den oder die Kühlluftkanäle mit. Diese ÖItröpfchen setzen sich an der Außenwand der Zylinderbüchse fest und werden bei Rotation der Zylinderbüchse auch in den Spalt zwischen Zylinderbüchse und Lagerbohrung mitgenommen. Durch die Kühlluftkanäle ist also gleichzeitig auch eine ausgezeichnete Schmierung, insbesondere der von der Kurbelwelle entfernter liegenden Teile der Zylinderbüchse gewährleistet.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird in folgendem anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
    • Figuren 1 und 2 je einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des Motors mit zwei verschiedenen Kolbenstellungen,
    • Figur 3 einen Halb-Querschnitt nach der Linie 111-111 der Figur 1,
    • Figur 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Figur 2,
    • Figur 5 einen Teillängsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel und
    • Figur 6 einen Halb-Querschnitt nach der Linie VI-VI der Figur 5.
  • In einer Lagerbohrung 1 des Zylinderblockes 2 ist eine Zylinderbüchse 3 um Ihre Achse drehbar und in Achsrichtung begrenzt verschiebbar gelagert. Das obere Ende der Zylinderbüchse 3 ist durch einen fest mit der Zylinderbüchse verbundenen Boden 4 verschlossen. Dieser Boden 4 weist eine exzentrisch angeordnete Durchlaßbohrung 5 auf. Der Boden 4 liegt mit einer ebenen Dichtfläche 4a an dem Zylinderkopf 6 an und wird durch nicht dargestellte Federn, die an dem Flansch 7 angreifen, zunächst mit geringer Kraft am Zylinderkopf 6 in Anlage gehalten. Der Zylinderkopf 6 besitzt eine Einlaßöffnung 8 und eine nicht sichtbare Auslaßöffnung, die auf dem gleichen Durchmesser angeordnet ist, die die Einlaßöffnung 8 jedoch in Umfangsrichtung versetzt. Eine weitere Öffnung, die ebenfalls auf dem gleichen Durchmesser angeordnet ist, dient zur Aufnahme einer Glühkerze. Der Boden 4 bildet einen mit dem Zylinderkopf 6 zusammenwirkenden Drehschieber.
  • An den Zylinderblock 2 schließt sich nach unten das Kurbelgehäuse 9 an. Nur zur Vereinfachung der Zeichnungen sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel Zylinderblock 2 und Kurbelgehäuse 9 einstückig dargestellt, wobei jedoch in der Praxis beide Teile in der Regel getrennt gefertigt und bei der Montage zusammengeschraubt werden. In dem Kurbelgehäuse 9 ist die Kurbelwelle 10 gelagert. Sie trägt ein Ritzel 11, welches über ein erstes Kegelrad 12 das mit der Zylinderbüchse 3 fest verbundene Kegelrad 13 im Verhältnis 1:2 antreibt.
  • In die Wandung der Lagerbohrung 1 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier zur Außenwand 3a der Zylinderbüchse 3 hin offene, achsparallele Nuten 14 vorgesehen, die, wie untenstehend noch näher beschrieben wird, als Kühlluftkanäle und zur Zufuhr von Schmiermittel dienen. Die Nuten 14 erstrecken sich von dem Kurbelgehäuse 9 bis annähernd zum Zylinderkopf 6 über annähernd die gesamte Länge der Zylinderbüchse 3. Zylinderkopfseitig münden die Nuten 14 in einen Ringkanal 15, der in das zylinderkopfseitige Ende 2a des Zylinderblockes 2 eingearbeitet ist. Außerdem wird ein Teil des Ringkanals 15 durch einen am Umfang des Bodens 4 in dessen Dichtfläche 4a eingedrehten Ringabsatz 1 6 gebildet. Dieser Ringabsatz 16 hat gleichzeitig die Wirkung, daß die am Zylinderkopf 6 anliegende Dichtfläche 4a verkleinert und damit auch die Reibung zwischen beiden Teilen verringert wird. Außerdem kann Schmiermittel auch besser zu der verbleibenden Dichtfläche 4a vordringen. In den Ringkanal 15 mündet ein im Zylinderkopf 6 vorgesehener Auslaßkanal 17. Gegebenenfalls kann dieser Auslaßkanal jedoch auch am zylinderkopfseitigen Ende 2a des Zylinderblockes 2 angeordnet sein.
  • Es ist ferner eine Ventilanordnung vorgesehen, die in bestimmter Weise die Zufuhr von Außenluft in das sonst allseitig geschlossene Kurbelgehäuse 9 steuert. Diese Ventilanordnung wird beim in Fig. 1-4 gezeigten Ausführungsbeispiel durch Teile der Kurbelwelle und einem mit dem Kurbelgehäuse 9 verbundenen Gehäuseteil (Stutzen) 18 gebildet. Die Kurbelwelle 10 weist eine zum Inneren des Kurbelgehäuses 9 hin offene Axialbohrung 19 und eine außerhalb des eigentlichen Kurbelgehäuses im Bereich des Gehäuseteiles 18 vorgesehene Radialbohrung 20 auf. Die beiden Bohrungen 19 und 20 bilden zusammen einen Einlaßkanal. Das die Kurbelwelle 10 umgebende Gehäuseteil 18 weist eine sich über einen Teil des Umfanges der.Kurbelwelle 10 erstreckende, mit der Radialbohrung 20 in einer Radialebene liegende Einlaßöffnung 21 auf. Diese Einlaßöffnung 21 kann sich etwa über die Hälfte des Umfanges der Kurbelwelle 10 erstrecken. Die Einlaßöffnung 21 ist gegenüber der Radialbohrung 20 so angeordnet, daß sich bei Aufwärtsbewegung des Kolbens 22 von seinem unteren zu seinem oberen Totpunkt in Richtung A, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, die Radialbohrung 20 im Bereich der Einlaßöffnung 21 bewegt. Bei Abwärtsbewegung des Kolbens in Richtung B hingegen rotiert die Radialbohrung 20 in einem Bereich des Gehäusestutzens 18, der nicht von der Einlaßöffnung 21 erfaßt wird. Die Radialbohrung 20 ist damit durch den Stutzen 18 während der Abwärtsbewegung des Kolbens verschlossen.
  • Das neue Kühl- und Schmiersystem arbeitet wie folgt:
    • Bei Aufwärtsbewegung des Kolbens 22 von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt in Richtung A entsteht in dem Kurbelgehäuse 9 ein Unterdruck, da der sich aufwärtsbewegende Kolben wie ein Pumpenkolben wirkt. Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 22 kann frische Außenluft durch die Einfaßöffnung 21, die Radialbohrung 20 und die Axialbohrung 19 in das Innere des Kurbelgehäuses 9 eindringen. Die Querschnitte und Längen der Bohrungen 19 und 20 und der Einlaßöffnung 21 sind gegenüber den Querschnitten und Längen der Kühlkanäle 14 des Ringkanales 15 und des Auslaßkanales 17 so bemessen, daß in den zuletzt genannten Kanälen ein größerer Widerstand entsteht als in den Bohrungen 19 und der Einlaßöffnung 21. Da die Luft stets auf dem Weg des geringsten Widerstandes strömt, ist sichergestellt, daß während der Aufwärtsbewegung des Kolbens Außenluft im wesentlichen nur durch die Einlaßbohrung 21 und die Bohrungen 19, 20 in das Innere des Kurbelgehäuses 9 einströmt.
  • Hat nun der Kolben 22 seinen oberen Totpunkt erreicht, so hat sich die Kurbelwelle 10 so weit weitergedreht, daß die Radialbohrung 20 nicht mehr im Bereich der Einlaßöffnung 21 rotiert. Die Bohrung 20 ist nunmehr durch den in Fig. 4 rechts dargestellten Teil des Gehäuseteiles 18 verschlossen. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 22 in Richtung B läuft der Kolben 22 ebenfalls als Pumpe und verdrängt die vorher in das Zylindergehäuse 9 eingesaugte kühle Außenluft durch die Nuten 14 und den Ringkanal 15 in den Außenkanal 17. Die an der Außenwand 3a der Zylinderbüchse 3 entlangstreichende kühle Außenluft kühlt die Zylinderbüchse 3. Dank der Rotation der Zylinderbüchse 3 erstreckt sich diese Kühlung nicht nur auf Teilbereiche der Außenwand 3a, sondern auf die gesamte Außenwand 3a der Zylinderbüchse 3.
  • Durch die aus dem Kurbelgehäuse 9 verdrängte Luft werden Öltröpfchen aus dem Kurbelgehäuse in die Nuten 14 und den Ringkanal 15 mitgerissen. Diese Öltröpfchen bewirken eine ausgezeichnete Schmierung zwischen Zylinderbüchse 3 und Lagerbohrung 1. Außerdem gelangen diese Öltröpfchen auch über den Ringkanal 15 und insbesondere in Absatz 16 in den Bereich der Dichtfläche 4a und bewirken auch dort eine gute Schmierung. Diese kombinierte Kühl- und Schmierwirkung wird beim erfindungsgemäßen Motor ohne zusätzliche Pumpe erreicht.
  • Die aus dem Auslaßkanal 17 austretende, erwärmte Abluft kann entweder ins Freie abgeleitet werden oder über eine Verbindungsleitung 23 auch zum Vergaser V zurückgeleitet werden. Durch die Verbindungsleitung 23 wird verhindert, daß eventuell noch in der Abluft vorhandene Öltröpfchen in die Außenluft gelangen. Gleichzeitig wird aber auch erreicht, daß die Öltröpfchen über den Vergaser V dem Gemisch zugeführt werden und eine zusätzliche Schmierung zwischen Kolben 22 und Zylinderbüchse 3 bewirken. Es geht also praktisch kein Öl verloren. Die Verbindungsleitung 23 ist zweckmäßig außerhalb des Zylinderkopfes über eine größere Länge geführt, so daß die Verbindungsleitung 23 gleichzeitig auch als Wärmetauscher dient und die durch die Verbindungsleitung 23 strömende Abluft durch die die Verbindungsleitung 23 umgebende Außenluft wieder abgekühlt wird.
  • In Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei der drehschiebergesteuerte Viertakt-Verbrennungsmotor in der gleichen Weise funktioniert wie das in Fig. 1-­4 dargestellte Ausführungsbespiel. Teile gleicher Funktion sind deshalb auch mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei obige Beschreibung sinngemäß anzuwenden ist. Bei dem in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch zwischen der Außenwand 3a der Zylinderbüchse 3 und der Lagerbohrung 1 des Zylinderkopfes 2 ein aus mehreren Nadeln 24 bestehendes Nadellager vorgesehen. Die Nadeln 24 werden durch Käfigringe 25 in Abstand gehalten. Die zwischen den einzelnen Nadeln 24 vorhandenen Zwischenräume 26 bilden bei diesem Ausführungsbeispiel die Kühlluftkanäle. Die durch die Kühlluft mitgerissenen Öltröpfchen schmieren die Lagernadeln 24. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es sehr wesentlich, daß die Kühlluft durch die Zwischenräume 26 hindurchströmt, da bei diesem Ausführungsbeispiel nur sehr kleine Kontaktflächen zwischen der Außenwand 3a der Zylinderbüchse 3 und den Lagernadeln 24 einerseits sowie zwischen letzteren und der Lagerbohrung 1 andererseits vorhanden sind. Der Wärmeübergang von der Zylinderbüchse 3 auf den Zylinderblock 2 ist also gering. Die Wärmeabfuhr mittels der zwischen beiden Teilen hindurchströmenden den Kühlluft und auch die Schmierung des Nadellagers wird durch das erfindungsgemäße Kühl- und Schmiersystem wesentlich verbessert.
  • Anhand der Fig. 5 soll auch noch gezeigt werden, daß die Ventilanordnung anders ausgestaltet sein kann als bei dem in Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiel. Gemäß Fig. 5 ist in der Wandung des Kurbelgehäuses 9 ein Einlaßkanal 27 vorgesehen. An der Innenseite des Kurbelgehäuses 9 ist die Ventilklappe 28 eines Flatterventiles angeordnet. Bei Aufwärtsbewegung des Kolbens 22 wird die Ventilklappe 28 von dem Einlaßkanal 27 abgehoben, und es kann kühle Außenluft in das Innere des Kurbelgehäuses 9 einströmen. Bei Abwärtsbewegung des Kolbens in Richtung B wird im Kurbelgehäuse 9 ein Überdruck erzielt, der die Ventilklappe 28 an die Innenwandung des Kurbelgehäuses 9 andrückt und damit den Einlaßkanal 27 verschließt. Die in das Kurbelgehäuse eingesaugte kühle Außenluft kann nunmehr nur noch durch die Zwischenräume 26, den Ringkanal 15 und den Auslaßkanal 17 entweichen.

Claims (10)

1. Luftgekühlter, drehschiebergesteuerter Viertakt-Verbrennungsmotor mit einer in einer Lagerbohrung des Zylinderblockes um ihre Achse drehbar gelagerten Zylinderbüchse, die einen fest mit ihr verbundenen, am Zylinderkopf abgedichtet anliegenden, den Drehschieber bildenden Boden aufweist und über ein Zahnradgetriebe von der Kurbelwelle aus im Verhältnis 1:2 angetrieben wird, wobei der Boden eine Durchlaßöffnung und der Zylinderkopf mindestens eine Ein- und eine Auslaßöffnung aufweisen, die alle drei auf dem gleichen Durchmesser angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise angrenzend an die Außenwand (3a) der Zylinderbüchse (3) in dem Zylinderblock (2) mindestens ein sich vom Kurbelgehäuse (9) im wesentlichen bis zum Zylinderkopf (6) erstreckender erster Kanal (14, 26) vorgesehen ist, der zylinderkopfseitig in eine zweiten Kanal (17) mündet und daß das sonst allseitig geschlossene Kurbelgehäuse (9) mit der Außenluft über einen Einlaßkanal (19, 20; 27) und eine selbsttätig wirkende Ventilanordnung (20, 21; 28) in Verbindung steht, die bei Aufwärtsbewegung des Kolbens (22) von seinem unteren zu seinem oberen Totpunkt Außenluft in das Kurbelgehäuse (9) einströmen läßt und bei Abwärtsbewegung des Kolbens (22) den Einlaßkanal (19, 20; 27) verschließt, so daß die in das Kurbelgehäuse (9) eingesaugte Luft zur Kühlung durch den ersten und zweiten Kanal (14, 26, 17) verdrängt wird.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal in an sich bekannter Weise eine in die Wandung der Lagerbohrung (1) eingearbeitete, zur Außenwand (3a) der Zylinderbüchse (3) hin offene Nut (14) ist.
3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (14) in Achsrichtung der Lagerbohrung (1) erstreckt.
4. Motor nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Nuten (14) vorgesehen sind, die zylinderkopfseitig in einem mit dem zweiten Kanal (17) in Verbindung stehenden, an sich bekannten Ringkanal (15) münden.
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (15) am zylinderkopfseitigen Ende (2a) des Zylinderblockes (2) in diesen eingearbeitet ist.
6. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenwand (3a) der Zylinderbüchse (3) und der Lagerbohrung (1) ein Nadellager (24, 25) vorgesehen ist und der erste Kanal durch die zwischen den Lagernadeln (24) vorhandenen Zwischenräume (26) gebildet ist.
7. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (20, 21) durch die Kurbelwelle (10) gesteuert wird.
8. Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (10) eine Axialbohrung (19) mit einer außerhalb des eigentlichen Kurbelgehäuses (9) vorgesehenen Radialbohrung (20) aufweist, die zusammen den Einlaßkanal bilden, und daß die Kurbelwelle (10) im Bereich der Radialbohrung (20) von einem Gehäuseteil (18) umgeben ist, welches eine sich über einen Teil des Umfanges der Kurbelwelle (10) erstreckende, mit der Radialbohrung (20) in einer Radialebene angeordnete Einlaßöffnung (21) aufweist.
9. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (17) über eine Verbindungsleitung (23) mit einem Vergaser (V) verbunden ist.
10. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung aus einem Rückschlagventil (28) besteht.
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