NL1024453C2

NL1024453C2 - Internal combustion engine has one or more cylinders, each containing a piston movable backwards and forwards and with cylinder defines combustion chamber, being connected with crankshaft via a connecting rod

Info

Publication number: NL1024453C2
Application number: NL1024453A
Authority: NL
Inventors: Jan Agterhuis
Original assignee: Jan Agterhuis
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2005-04-05

Abstract

The internal combustion engine (1) has one or more cylinders (2), each containing a piston (5) movable backwards and forwards and with the cylinder defines a combustion chamber, being connected with a crankshaft (10) via a connecting rod (8). In the piston can at least one inlet aperture (11) be formed, which is closable by a valve (12), allowing air or a fuel/air mixture to enter the cylinder. This valve can be freely movable in the inlet aperture and operated by pressure differences over the piston, or can have a valve stem (13) projecting out of the piston and be opened by an engaging valve tappet. The cylinder can have an end wall (3,4) with a part inserting into it. The pistons are provided with a cavity (28) fitting around the extending part of the end wall and the combustion chamber is determined by the extending part of the end wall and the cavity. In the extending part of the end wall, a fuel feed line can be formed, issuing into the combustion chamber.

Description

I iI i

VERBRANDINGSMOTORCOMBUSTION ENGINE

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbrandingsmotor, omvattende ten minste één cilinder en een daarin heen en weer beweegbare zuiger, die met de cilinder een verbrandingsruimte bepaalt en via een drijfstang met een 5 krukas verbonden is. Een dergelijke motor is onder de generieke benaming "zuigermotor" algemeen bekend.The present invention relates to a combustion engine, comprising at least one cylinder and a reciprocating piston therein, which defines a combustion space with the cylinder and is connected via a connecting rod to a crankshaft. Such an engine is generally known under the generic name "piston engine".

Verbrandingsmotoren met heen en weer (of op en neer, gelet op de wijze waarop zij meestal weergegeven worden) beweegbare zuigers worden naar hun werking onderscheiden in 10 twee hoofdgroepen, tweetakt-motoren en viertakt-motoren.Internal combustion engines with reciprocating pistons (or up and down, considering the way in which they are usually displayed) are divided into two main groups, two-stroke engines and four-stroke engines.

Tweetakt-motoren maken bij elke omwenteling van de krukas een arbeidsslag, terwijl viertakt-motoren slechts een arbeidsslag per twee omwentelingen van de krukas maken. Tweetakt-motoren zijn dus in beginsel efficiënter dan viertakt-motoren.Two-stroke engines turn the crankshaft with every revolution of the crankshaft, while four-stroke engines make only one turn of the crankshaft with every two turns. Two-stroke engines are therefore in principle more efficient than four-stroke engines.

15 Desondanks worden viertakt-motoren op grotere schaal toegepast. Dit heeft ondermeer te maken met het feit dat tweetakt-motoren moeilijker te smeren zijn, doordat olie in de verbrandingsruimte komt en daar verbrandt, hetgeen leidt tot een hoger olieverbruik dan bij viertakt-motoren.15 Nevertheless, four-stroke engines are used on a larger scale. This is partly due to the fact that two-stroke engines are more difficult to lubricate, because oil enters and burns there, which leads to a higher oil consumption than with four-stroke engines.

20 Daarnaast is het rendement van de verbranding bij tweetakt-motoren lager, omdat bij elke slag van de zuiger zowel een te verbranden brandstof/lucht-mengsel als verbrandingsgassen verplaatst dienen te worden, en er gedurende een groot deel van de slag een open verbinding tussen de inlaat- en de 25 uitlaatzijde van de verbrandingsruimte bestaat.In addition, the efficiency of combustion with two-stroke engines is lower, because with each stroke of the piston both a fuel / air mixture to be burned and combustion gases must be moved, and an open connection between a large part of the stroke the inlet and outlet sides of the combustion space exist.

Om dit laatste probleem op te lossen zijn al tweetakt-motoren voorgesteld waarbij de inlaat en/of de uitlaat afsluitbaar is door middel van een klep. Zo beschrijft W097/13970 een tweetakt dieselmotor met een klep 30 in de inlaat- of spoelpoort, wordt in EP 1 255 030 een tweetakt dieselmotor getoond met een uitlaatklep, en zijn in 1024453 I 2 I ÜS 5,203,288 en EP 0 473 992 voorbeelden te vinden van I tweetakt dieselmotoren met zowel in- als uitlaatkleppen. Alle I in deze documenten getoonde oplossingen hebben echter het I nadeel, dat de constructie van de cilinderkop daardoor in I 5 hoge mate gecompliceerd wordt.To solve this latter problem two-stroke engines have already been proposed in which the inlet and / or the outlet can be closed by means of a valve. For example, WO97 / 13970 describes a two-stroke diesel engine with a valve 30 in the inlet or flush port, EP 2 255 030 shows a two-stroke diesel engine with an outlet valve, and examples are found in 1024453 of I two-stroke diesel engines with both inlet and outlet valves. All solutions shown in these documents, however, have the disadvantage that the construction of the cylinder head is thereby complicated to a great extent.

I De uitvinding heeft nu toto doel een I verbrandingsmotor, met name maar niet uitsluitend een tweetakt-motor, te verschaffen, waarbij de genoemde nadelen zich niet voordoen.The invention now has for its object to provide a combustion engine, in particular but not exclusively a two-stroke engine, wherein the disadvantages mentioned do not occur.

I 10 Volgens een eerste aspect van de uitvinding wordt dit I bij een verbrandingsmotor van het in de aanhef beschreven I type bereikt, doordat in de zuiger ten minste één door een klep afsluitbare inlaatopening gevormd is voor het in de I cilinder toelaten van lucht of een brandstof/lucht-mengsel.According to a first aspect of the invention, this is achieved in a combustion engine of the type described in the preamble in that at least one inlet opening closable by a valve is formed in the piston for admitting air or a cylinder into the I cylinder. fuel / air mixture.

I 15 Door de inlaatpoort(en) en de inlaatklep(pen) in de zuiger onder te brengen, kan de cilinderkop constructief eenvoudig I worden uitgevoerd. Bovendien wordt zo een gunstiger stroming I in de cilinder bereikt, waardoor in het geval van een tweetakt-motor de doorspoeling wordt verbeterd en het 20 vermogen toeneemt.By accommodating the inlet port (s) and the inlet valve (s) in the piston, the cylinder head can be of simple construction. Moreover, a more favorable flow I in the cylinder is thus achieved, whereby in the case of a two-stroke engine the flushing is improved and the power increases.

Bij voorkeur is de klep vrij beweegbaar in de inlaatopening opgenomen, en wordt deze bediend door drukverschillen over de zuiger. Zo kan worden afgezien van een afzonderlijk bedieningsmechanisme voor de klep(pen), 25 waardoor de constructie verder vereenvoudigd wordt.The valve is preferably accommodated freely movable in the inlet opening, and it is operated by pressure differences across the piston. A separate operating mechanism for the valve (s) can thus be dispensed with, whereby the construction is further simplified.

Anderzijds is het ook denkbaar dat de klep een aan de van de verbrandingsruimte afgekeerde zijde uit de zuiger stekende klepsteel vertoont, en geopend wordt door een op de klepsteel aangrijpende klepstoter. Zo wordt een nauwkeurige 30 besturing van de klep(pen) bereikt. In dat geval wordt een eenvoudige en doelmatige constructie verkregen, wanneer de klepstoter vast met een deel van de cilinder verbonden is.On the other hand, it is also conceivable for the valve to have a valve stem protruding from the piston on the side remote from the combustion space, and to be opened by a valve ram engaging the valve stem. In this way an accurate control of the valve (s) is achieved. In that case a simple and efficient construction is obtained when the valve tappet is fixedly connected to a part of the cylinder.

I 1 0244 53 3I 1 0244 53 3

Ongeacht de wijze van bedienen van de klep(pen) vertoont de verbrandingsmotor in elk geval bij voorkeur ten minste één veer voor het naar zijn de inlaatklep afsluitende stand voorspannen van de klep. Hierdoor wordt gewaarborgd dat 5 de klep onder alle omstandigheden terugkeert.Regardless of the manner in which the valve (s) are operated, the combustion engine preferably has at least one spring for biasing the valve to its position closing the inlet valve. This ensures that the valve returns under all circumstances.

De inlaatopening kan met voordeel verbonden zijn met een direct achter de zuiger gevormde luchtkamer. Hierdoor behoeft de lucht slechts een korte weg af te leggen naar de verbrandingsruimte, waarbij bovendien de zuiger als pomp 10 werkt. De luchtkamer kan op zijn beurt weer via ten minste één door een klep afsluitbare aanzuigopening verbonden zijn met een luchtfilter. Door deze klep wordt gewaarborgd dat druk kan worden opgebouwd in de luchtkamer. Een constructief eenvoudige uitvoering wordt wederom bereikt, wanneer ook deze 15 klep vrij beweegbaar in de aanzuigopening is opgenomen en bediend wordt door drukverschillen tussen de luchtkamer en het luchtfilter.The inlet opening can advantageously be connected to an air chamber formed directly behind the piston. As a result, the air only needs to travel a short distance to the combustion space, the piston also acting as a pump 10. The air chamber can in turn be connected to an air filter via at least one suction port that can be closed by a valve. This valve ensures that pressure can be built up in the air chamber. A constructionally simple embodiment is again achieved if this valve, too, is freely movable in the suction opening and is operated by pressure differences between the air chamber and the air filter.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding bestaat bij een verbrandingsmotor van het in de aanhef beschreven 20 type de verbetering erin, dat de cilinder een eindwand met een in de cilinder stekend deel vertoont, de zuiger voorzien is van een om het uitstekende deel van de eindwand passende holte, en de verbrandingsruimte in hoofdzaak bepaald wordt door het uitstekende deel van de eindwand en de holte. Door 25 op deze wijze de verbranding te isoleren van de cilinderwand, wordt enerzijds de geluidsproductie, van de motor beperkt, terwijl daarnaast verbranding van op de cilinderwand aanwezige olie wordt voorkomen. Hierdoor wordt de slijtage beperkt, en kan bij gebruik van de motor worden volstaan met 30 eenvoudige oliesoorten.According to a second aspect of the invention, in the case of a combustion engine of the type described in the preamble, the improvement consists in that the cylinder has an end wall with a part protruding into the cylinder, the piston is provided with a protruding part of the end wall appropriate cavity, and the combustion space is substantially determined by the protruding part of the end wall and the cavity. By isolating the combustion from the cylinder wall in this way, on the one hand the noise production of the engine is limited, while in addition combustion of oil present on the cylinder wall is prevented. As a result, the wear is limited, and when using the engine, simple oil types will suffice.

Wanneer deze uitvoering van de zuiger gecombineerd wordt met een daarin gevormde inlaatopening als hiervoor beschreven, wordt een directe luchttoevoer bereikt, wanneer 1024453 I 4 I deze inlaatopening in een de holte begrenzend wanddeel van de I zuiger is gevormd.When this embodiment of the piston is combined with an inlet opening formed therein as described above, a direct air supply is achieved when this inlet opening is formed in a cavity wall portion of the piston.

I Verder is bij voorkeur in het uitstekende deel van de I eindwand ten minste één in de verbrandingsruimte uitmondende I 5 brandstoftoevoerleiding gevormd, waardoor brandstof rechtstreeks naar de verbrandingsruimte kan worden geleid.Furthermore, at least one fuel supply line leading into the combustion space is formed in the protruding part of the end wall, whereby fuel can be led directly to the combustion space.

I Deze brandstoftoevoerleiding mondt bij voorkeur uit in een I inspuitorgaan, bijvoorbeeld een verstuiver.This fuel supply line preferably flows into an injection device, for example an atomizer.

Voor een gelijkmatige stroming in de I 10 verbrandingsruimte en dus een gelijkmatige verbranding, I verdient het de voorkeur dat het uitstekende deel van de I eindwand van de cilinder en de holte in de zuiger in I hoofdzaak cilindrisch zijn.For an even flow in the combustion space and thus an even combustion, it is preferable that the protruding part of the end wall of the cylinder and the cavity in the piston are substantially cylindrical.

H Uiteraard is de verbrandingsmotor ook voorzien van I 15 ten minste één met de verbrandingsruimte verbonden uitlaatopening voor het afvoeren van verbrandingsgassen.Of course, the combustion engine is also provided with at least one outlet opening connected to the combustion space for discharging combustion gases.

I Een constructief eenvoudige verbrandingsmotor wordt dan verkregen, wanneer de uitlaatopening een in de zijwand van de cilinder gevormde poort is, die afgesloten wordt door 20 het passeren van de zuiger.A structurally simple internal combustion engine is then obtained when the outlet opening is a port formed in the side wall of the cylinder and closed by passing the piston.

Het is anderzijds ook denkbaar dat de verbrandingsmotor voorzien is van een uitlaatklep, die beweegbaar is tussen een de uitlaatopening afsluitende en een H de uitlaatopening vrijgevende stand. In dat geval is, wanneer 25 de zuiger en cilinder uitgevoerd zijn in overeenstemming met het tweede aspect van de uitvinding, de uitlaatopening bij H voorkeur in het uitstekende deel van de eindwand van de H cilinder gevormd.On the other hand, it is also conceivable for the combustion engine to be provided with an outlet valve, which is movable between a position closing off the outlet opening and a position releasing H. In that case, when the piston and cylinder are designed in accordance with the second aspect of the invention, the outlet opening is preferably formed in the projecting part of the end wall of the H cylinder.

H Tenslotte kan de verbrandingsmotor volgens de H 30 uitvinding, ongeacht de uitvoering daarvan, een aantal H cilinders omvatten, waarvan althans de krukassen voorzien zijn van samenwerkende koppelmiddelen, welke cilinders H mechanisch met elkaar verbonden zijn en aangesloten zijn op I 1024453 5 gemeenschappelijke brandstof- en luchttoevoersystemen en verbrandingsgas-uitlaatsystemen. Op deze wijze wordt een modulair motorontwerp verkregen, dat eenvoudig kan worden aangepast aan het gevraagde vermogen door een geschikte keuze 5 van het aantal cilinders. Daarnaast is deze modulaire opbouw van voordeel bij (stationaire) motoren met groot vermogen en hoog gewicht. Deze kunnen dan in afzonderlijke, goed handelbare modules getransporteerd en ter plekke tot de uiteindelijke motor samengebouwd worden. Ook in geval van 10 storingen is de modulaire opbouw een voordeel, omdat dan eenvoudig de betreffende module kan worden uitgebouwd en vervangen.Finally, the combustion engine according to the H invention can, irrespective of the embodiment thereof, comprise a number of H cylinders, at least the crankshafts of which are provided with cooperating coupling means, which cylinders H are mechanically connected to each other and are connected to common fuel. and air supply systems and combustion gas exhaust systems. In this way a modular engine design is obtained, which can easily be adapted to the required power by a suitable choice of the number of cylinders. In addition, this modular construction is advantageous for (stationary) engines with high power and high weight. These can then be transported in separate, easily manageable modules and assembled on site to the final motor. The modular construction is also an advantage in the event of 10 malfunctions, because then the relevant module can easily be removed and replaced.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een tweetal voorbeelden, waarbij wordt verwezen naar de 15 bijgevoegde tekening, waarin overeenkomstige onderdelen met "100" verhoogde verwijzingscijfers dragen, en waarin:The invention is now elucidated on the basis of two examples, wherein reference is made to the accompanying drawing, in which corresponding parts bear increased reference numerals with "100", and in which:

Fig. 1 een langsdoorsnede is door een cilinder, zuiger, krukas en carter van een verbrandingsmotor volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding met zijn zuiger 20 in het onderste dode punt,FIG. 1 is a longitudinal section through a cylinder, piston, crankshaft and crankcase of a combustion engine according to a first embodiment of the invention with its piston 20 in the lower dead center,

Fig. 2 een met fig. 1 overeenkomende doorsnede is, waarin de zuiger in het bovenste dode punt getoond is,FIG. 2 is a section corresponding to FIG. 1, in which the piston is shown in the upper dead center,

Fig. 3 een langsdoorsnede is door een cilinder en zuiger van een verbrandingsmotor volgens een tweede 25 uitvoeringsvorm van de uitvinding met zijn zuiger in het bovenste dode punt, enFIG. 3 is a longitudinal section through a cylinder and piston of a combustion engine according to a second embodiment of the invention with its piston in the upper dead center, and

Fig. 4 een bovenaanzicht is van een cilinderbodem volgens pijl IV in fig. 3.FIG. 4 is a top view of a cylinder bottom according to arrow IV in FIG. 3.

Een verbrandingsmotor 1 omvat een aantal cilinders 2, 30 waarvan er hier telkens slechts een getoond is. Elke cilinder 2 (fig. 1) vertoont een cilinderwand 3, hier in de vorm van een losse bus, en een eindwand 4, welke onderdeel vormt van een cilinderkop 39. In de cilinder 2 is op gebruikelijke 1024453 I 6 I wijze een zuiger 5 opgenomen, die daarin heen en weer (of op I en neer) beweegbaar is. De zuiger 5 vertoont een buitenwand 6 I met zuigerveren 50, die nauw passend langs de cilinderwand 3 I schuift, en die tijdens de opgaande of compressieslag in de I 5 cilinderwand 3 gevormde uitlaatpoorten 37 afsluit, en deze I tijdens de neergaande of arbeidsslag weer vrijgeeft. Op deze I uitlaatpoorten 37 sluit een (hier niet getoonde) I uitlaatleiding aan. De zuiger 5 is aan zijn van de eindwand 4 I afgekeerde zijde door middel van een lagerpen 7 verbonden met I 10 een eind van een drijfstang 8. Het andere eind van de drijfstang 8 is roteerbaar gelagerd op een kruk 9 van een I krukas 10. Deze krukas 10 is roteerbaar gelagerd in rollagers I 38. Alle genoemde lagers zijn voorzien van (hier niet I getoonde) oliekerende ringen, waardoor voorkomen wordt dat I 15 olie vrijkomt in een hierna te bespreken luchtkamer 17. Tot I zover is de cilinder 2 conventioneel van opbouw.A combustion engine 1 comprises a number of cylinders 2, 30 of which only one is shown here. Each cylinder 2 (Fig. 1) has a cylinder wall 3, here in the form of a separate sleeve, and an end wall 4, which forms part of a cylinder head 39. In the cylinder 2 there is a piston 5 in the usual manner. which can be moved back and forth (or up and down) therein. The piston 5 has an outer wall 6 with piston rings 50, which slides snugly along the cylinder wall 3, and which closes out exhaust ports 37 formed in the cylinder wall 3 during the ascending or compression stroke, and releases them again during the descending or working stroke . An I outlet line (not shown here) connects to these I outlet ports 37. The piston 5 is connected on its side remote from the end wall 4 by means of a bearing pin 7 to an end of a connecting rod 8. The other end of the connecting rod 8 is rotatably mounted on a crank 9 of an crankshaft 10. This crankshaft 10 is rotatably mounted in roller bearings I 38. All the aforementioned bearings are provided with oil-retaining rings (not shown here), whereby oil is prevented from being released in an air chamber 17 to be discussed hereinafter. So far I the cylinder 2 is conventional of construction.

I Volgens een eerste aspect van de uitvinding is een I inlaatopening 11 voor het in de cilinder 2 toelaten van lucht of een mengsel van lucht en brandstof gevormd in de zuiger 5.According to a first aspect of the invention, an inlet opening 11 for admitting air or a mixture of air and fuel into the cylinder 2 is formed in the piston 5.

I 20 Deze inlaatopening 11 is afsluitbaar door middel van een inlaatklep 12, die op een zitting 22 rond de inlaatopening 11 komt te rusten. Door gebruik te maken van een dergelijke klep I 12 wordt een beter beheersbare verbranding en daarmee een I hoger rendement bereikt. Bovendien kan, door de inlaatopening I 25 11 en -klep 12 onder te brengen in de zuiger 5, het ontwerp I van de cilinderkop 39 worden vereenvoudigd, en de gasstroming in de cilinder 2 worden geoptimaliseerd.This inlet opening 11 can be closed by means of an inlet valve 12, which comes to rest on a seat 22 around the inlet opening 11. By making use of such a valve I 12, a better controllable combustion and thus a higher efficiency is achieved. Moreover, by accommodating the inlet opening 11 and valve 12 in the piston 5, the design I of the cylinder head 39 can be simplified, and the gas flow in the cylinder 2 can be optimized.

I In het getoonde voorbeeld is de inlaatklep 12 vrij IIn the example shown, the inlet valve 12 is free I

I beweegbaar in de zuiger 5 gelagerd. De inlaatklep 12 vertoont H 30 daartoe een klepsteel 13, die verschuifbaar opgenomen is in I een glijlager 14, dat door armen 15 in het midden van de inlaatopening 11 bevestigd is. Aan het eind van de klepsteel I 1024453 ♦ r 7 13 is een aanslag 16 gevormd, waardoor de slag begrensd wordt.I mounted movably in the piston 5. To this end, the inlet valve 12 has a valve stem 13 which is slidably received in a slide bearing 14, which is fixed by arms 15 in the middle of the inlet opening 11. At the end of the valve stem 13 1024453 a stop 16 is formed, so that the stroke is limited.

De inlaatopening 11 staat in verbinding met een luchtkamer 17 aan de van achterzijde van de zuiger 5, die 5 gevormd wordt door een deel van de cilinder 2 en een draag carter 18, waarin de krukas 10 ronddraait. De beide delen van de luchtkamer 17 zijn verbonden via een opening 59 in een cilinderbodem 45, waar de drijfstang 8 doorheen steekt. Zoals gezegd is de inlaatklep 12 in beginsel vrij beweegbaar, en 10 wordt de beweging daarvan gestuurd door drukverschillen over de zuiger 5, dus tussen het deel van de cilinder 2 boven de zuiger 5 en de luchtkamer 17. Indien gewenst kan de inlaatklep 12 nog voorzien zijn van een (hier niet getoonde) veer, waardoor deze wordt voorgespannen naar een van zijn 15 uiterste standen, bijvoorbeeld zijn volledig gesloten stand.The inlet opening 11 communicates with an air chamber 17 on the rear side of the piston 5, which is formed by a part of the cylinder 2 and a carrying case 18, in which the crankshaft 10 rotates. The two parts of the air chamber 17 are connected via an opening 59 in a cylinder bottom 45, through which the connecting rod 8 projects. As stated, the inlet valve 12 is in principle freely movable, and its movement is controlled by pressure differences over the piston 5, i.e. between the part of the cylinder 2 above the piston 5 and the air chamber 17. If desired, the inlet valve 12 can still be provided be of a spring (not shown here), whereby it is biased to one of its extreme positions, for example its fully closed position.

De luchtkamer 17 staat via een aanzuigopening 19 in verbinding met een ruimte 20 die naar een (hier niet getoond) luchtfilter leidt. In deze aanzuigopening 19 is eveneens een klep 21 opgenomen, die afsluit op een zitting 23 rond de 20 aanzuigopening 19. Ook deze klep 21 is vrij beweegbaar, en de beweging daarvan wordt gestuurd door drukverschillen tussen de luchtkamer 17 en de ruimte 20. De constructie komt overeen met die van de inlaatklep 12, met een klepsteel 24 die opgenomen is in een glijlager 25, dat door armen in het 25 midden van de aanzuigopening 19 bevestigd is, en een aanslag 26.The air chamber 17 is connected via a suction opening 19 to a space 20 which leads to an air filter (not shown here). Also included in this suction opening 19 is a valve 21, which closes on a seat 23 around the suction opening 19. This valve 21 is also freely movable, and its movement is controlled by pressure differences between the air chamber 17 and the space 20. The construction corresponds to that of the inlet valve 12, with a valve stem 24 that is received in a slide bearing 25, which is fixed by arms in the middle of the suction opening 19, and a stop 26.

Volgens een ander aspect van de uitvinding is de eindwand 4 voorzien van een deel 27 dat in de cilinder 2 uitsteekt, terwijl de zuiger 5 aan zijn bovenzijde een holte 30 28 vertoont, die om het uitstekende deel 27 van de cilinder- eindwand 4 past. Het uitstekende deel 27 van de eindwand 4 en de holte 28 in de zuiger 5 zijn in het getoonde voorbeeld elk cilindrisch uitgevoerd. Tussen het uitstekende wanddeel 27 en 1024453According to another aspect of the invention, the end wall 4 is provided with a part 27 protruding into the cylinder 2, while the piston 5 has a cavity 28 on its top side, which cavity fits around the projecting part 27 of the cylinder end wall 4. The protruding part 27 of the end wall 4 and the cavity 28 in the piston 5 are each cylindrical in the example shown. Between the protruding wall part 27 and 1024453

II

I 8 II 8 I

I de holte 28 wordt de eigenlijke verbrandingsruimte 29 van de IThe cavity 28 becomes the actual combustion space 29 of the I

cilinder 2 bepaald. Zo vormt de zijwand 6 van de zuiger 5 met Icylinder 2 determined. Thus, the side wall 6 of the piston 5 forms with I

I de cilinderwand 3 in feite een dubbele wand rond de IThe cylinder wall 3 is in fact a double wall around the I

I verbrandingsruimte 29, waardoor het geluid van de verbranding II combustion space 29, so that the sound of the combustion I

I 5 in vergelijking met conventionele motoren beter wordt II 5 gets better compared to conventional engines

I gedempt. Daarnaast wordt hierdoor de binnenzijde van de II muted. In addition, this makes the inside of the I

I cilinderwand 3 geïsoleerd van de verbanding, waardoor de ICylinder wall 3 isolated from the dressing, so that the I

I daarop voor de smering aanwezige olie niet verbrandt. II does not burn oil present thereon for lubrication. I

I In het uitstekende deel 27 van de eindwand 4 is IIn the protruding part 27 of the end wall 4 is I

I 10 verder een brandstoftoevoerleiding 30 gevormd, die uitmondt I10 furthermore a fuel supply line 30 is formed, which flows out

I in een inspuitorgaan 31, hier een verstuiver. Dit IIn an injector 31, here an atomizer. This I

I inspuitorgaan 31 spuit de toegevoerde brandstof in fijn IInjector 31 injects the supplied fuel into fine I

I verdeelde vorm in de verbrandingsruimte 29. Overigens is de II divided shape in the combustion space 29. Incidentally, the I

I brandstoftoevoerleiding 30 op conventionele wijze verbonden IFuel supply line 30 connected in conventional manner I

I 15 met een brandstofpomp 32, die brandstof vanuit een (hier niet IWith a fuel pump 32, which fuel from a (not here I

I getoonde) tank aanvoert. II). I

I Voor het smeren van de bewegende onderdelen, met name II For lubricating the moving parts, in particular I

I de zuiger 5, is de motor 1 voorzien van een oliepomp 33, die IIn the piston 5, the motor 1 is provided with an oil pump 33, which I

I olie vanuit een tank 34 via leidingen 35 opvoert naar II supplies oil from a tank 34 via lines 35 to I

I 20 openingen 36 in de cilinderwand 3. I20 openings 36 in the cylinder wall 3. I

I Daarnaast is de motor 1 op gebruikelijke wijze IIn addition, the motor 1 is in the usual way I

I voorzien van een koelsysteem, met een (hier niet getoonde) II provided with a cooling system, with a (not shown here) I

I pomp, die koelvloeistof langs de cilinder 2 en door de II pump, which coolant along the cylinder 2 and through the I

I cilinderkop 39 pompt. Daartoe is op afstand rond de II cylinder head 39 pumps. This is done remotely around the I

I 25 cilinderwand 3 een koelmantel 40 gevormd, zodat tussen deze IA cooling jacket 40 is formed in the cylinder wall 3 so that between them

I koelmantel 40 en de cilinderwand 3 een ringvormig II cooling jacket 40 and the cylinder wall 3 an annular I

I koelvloeistofkanaal 41 bepaald wordt. Dit kanaal 41 staat in II coolant channel 41 is determined. This channel 41 is in I

I verbinding met een toevoeropening 42 aan een zijde van de II connection to a supply opening 42 on one side of the I

I cilinder 2 en met een afvoer 43 aan een tegenovergelegen II cylinder 2 and with a drain 43 on an opposite I

I 30 zijde. Ook is in de cilinderkop 39 een koelvloeistofkanaal 44 II 30 side. Also in the cylinder head 39 is a coolant channel 44 I

I gevormd, dat met het kanaal 41 verbonden is. De koelmantel 40 II which is connected to the channel 41. The cooling jacket 40 I

I rust, net als de cilinderwand 3, op een cilinderbodem 45. De II, just like the cylinder wall 3, rests on a cylinder bottom 45. The I

I koelmantel 40 en cilinderwand 3 zijn aan deze bodem 45 II cooling jacket 40 and cylinder wall 3 are 45 I on this bottom

I 1024453 II 1024453 I

« 9 bevestigd door middel van bouten 46, die zich vanaf de bodem 45 uitstrekken door de cilinderkop 39.9 fixed by means of bolts 46 extending from the bottom 45 through the cylinder head 39.

In het getoonde voorbeeld is de krukas 10 overigens voorzien van een tweetal vliegwielen 47 aan beide einden 5 daarvan. Deze vliegwielen 47 zijn voorzien van complementaire koppelmiddelen, hier in de vorm van pennen 48 en gaten 49. Op deze wijze kan een motor 1 met een gewenst vermogen modulair > worden opgebouwd door het mechanisch met elkaar verbinden van een bepaald aantal cilinders 2. Daarbij kunnen ook systemen 10 als de brandstoftoevoer, luchtinlaat en uitlaat worden gecombineerd.In the example shown, the crankshaft 10 is otherwise provided with two flywheels 47 at both ends 5 thereof. These flywheels 47 are provided with complementary coupling means, here in the form of pins 48 and holes 49. In this way a motor 1 with a desired power can be built up modularly by mechanically connecting a certain number of cylinders 2 to each other. systems 10 such as the fuel supply, air inlet and outlet are also combined.

De werking van de motor 1 met de cilinder 2 als hiervoor beschreven is nu als volgt. Uitgaande van de in fig. 1 getekende stand van de zuiger 5 in het onderste dode punt, 15 aan het eind van een arbeidsslag, beweegt deze onder invloed van de massatraagheid van de vliegwielen 47 omhoog, in de richting van de eindwand 4. Daarbij worden enerzijds verbrandingsgassen die zich nog bovenin de cilinder 2 bevinden door de uitlaatpoorten 37 naar buiten gedrukt, 20 terwijl anderzijds in de holte 28 van de zuiger 5 aanwezige lucht, die is aangezogen door de inlaatopening 11, wordt samengeperst. Tegelijkertijd wordt onder de zuiger 5 een onderdruk gecreëerd, waardoor de klep 21 geopend wordt, en lucht vanuit de ruimte 20 door de aanzuigopening 19 in de 25 luchtkamer 17 wordt gezogen. Zowel door het drukverschil over de zuiger 5 als door de massatraagheid wordt bij deze opgaande beweging van de zuiger 5 de inlaatklep 12 op de zitting 22 gedrukt, waardoor dus de inlaatopening 11 gesloten blijft.The operation of the engine 1 with the cylinder 2 as described above is now as follows. Starting from the position of the piston 5 in the lower dead center, shown at FIG. 1, at the end of a work stroke, it moves upwards in the direction of the end wall 4 under the influence of the inertia of the flywheels 47. on the one hand combustion gases still at the top of the cylinder 2 pressed out through the outlet ports 37, while on the other hand air present in the cavity 28 of the piston 5, which is sucked in through the inlet opening 11, is compressed. At the same time an underpressure is created under the piston 5, as a result of which the valve 21 is opened, and air is sucked from the space 20 through the suction opening 19 into the air chamber 17. Both due to the pressure difference across the piston 5 and due to the mass inertia, the inlet valve 12 is pressed onto the seat 22 during this upward movement of the piston 5, so that the inlet opening 11 remains closed.

30 Wanneer de zuiger 5 zijn in fig. 2 getoonde bovenste dode punt nadert, sluit de buitenwand 6 van de zuiger 5 de uitlaatpoorten 37 af. De lucht is nu opgesloten in de cilinder 2, meer in het bijzonder in de holte 28 van de 1024453When the piston 5 approaches its upper dead center shown in FIG. 2, the outer wall 6 of the piston 5 closes the outlet ports 37. The air is now confined in the cylinder 2, more particularly in the cavity 28 of the 1024453

10 I10 I

zuiger 5, en wordt nog verder samengedrukt. Daarbij wordt Ipiston 5, and is further compressed. I

tevens door het inspuitorgaan 31 brandstof toegevoerd, Ifuel also supplied by the injection member 31, I

waardoor een sterk samengedrukt brandstof/lucht-mengsel Iresulting in a highly compressed fuel / air mixture I

ontstaat. Als gevolg van de hoge druk en daarmee gepaard Iarises. Due to the high pressure and associated I

5 gaande hoge temperatuur zal dit mengsel ontbranden, waardoor IAt high temperatures, this mixture will ignite, causing I

het explosief expandeert, en de zuiger 5 weer naar beneden Ithe explosive expands, and the piston 5 down again

gedwongen wordt. Iis forced. I

Tijdens de neergaande slag van de zuiger 5 wordt de IDuring the downward stroke of the piston 5, the I

druk in de luchtkamer 17 onder de zuiger 5 verhoogd, waardoor Ipressure in the air chamber 17 below the piston 5, so that I

10 de klep 21 gesloten wordt. De lucht die in de luchtkamer 17 I10 the valve 21 is closed. The air that enters the air chamber 17 I

aanwezig is kan dus niet ontsnappen, en wordt onder druk Iis present therefore cannot escape, and becomes under pressure I

gebracht. Verder worden tijdens het laatste deel van deze Ibrought. Furthermore, during the last part of this I

slag de uitlaatpoorten 37 weer vrijgegeven, zodat de Istroke the exhaust ports 37 again so that the I

verbrandingsgassen uit de cilinder 2 kunnen ontsnappen. Icombustion gases can escape from the cylinder 2. I

15 Wanneer de zuiger 5 zijn onderste dode punt bereikt heeft, is IWhen the piston 5 has reached its lower dead center, I is

hierdoor de druk in de cilinder 2 lager dan die in deas a result, the pressure in the cylinder 2 is lower than that in the

luchtkamer 17, zodat de inlaatklep 12 van de zitting 22 Iair chamber 17, so that the inlet valve 12 of the seat 22 l

gelicht wordt, en lucht vanuit de luchtkamer 17 door de inlaatopening 11 in de zuiger 5 naar de cilinder 2 kanis lifted, and air can pass from the air chamber 17 through the inlet opening 11 in the piston 5 to the cylinder 2

20 stromen. I20 flows. I

Bij een variant van de motor 101 volgens de IWith a variant of the motor 101 according to I

uitvinding (fig. 3) zijn in de zuiger 105 vier IThe invention (FIG. 3) in the piston 105 is four I

inlaatopeningen 111, gevormd, die weer worden afgesloten door Iinlet openings 111 formed, which are closed again by I

inlaatkleppen 112. Daarbij zijn de inlaatkleppen 112 wederom Iinlet valves 112. The inlet valves 112 are again I

25 voorzien van klepstelen 113, die in glijlagers 114 zijn I25 provided with valve stems 113 which are in slide bearings 114 I

opgenomen. In dit geval zijn echter de kleppen 112 niet vrij Iincluded. However, in this case the valves 112 are not free I

beweegbaar, maar worden zij door klepveren 151 naar hun Ibut movable by valve springs 151 to their I

gesloten stand voorgespannen. Voor het openen van de kleppen Iclosed position. For opening the valves I

112 werken de einden 152 van de klepstelen 113 samen met I112, the ends 152 of the valve stems 113 cooperate with I

30 klepstoters 153 die vast op de cilinderbodem 145 zijn I30 tappets 153 which are fixed on the cylinder bottom 145 I

bevestigd. Deze klepstoters 153 hebben elk de gedaante van Iconfirmed. These tappets 153 each have the shape of I

een bout, die in de cilinderbodem 145 geschroefd is, zodat Ia bolt screwed into the cylinder bottom 145 so that I

1024453 I1024453 I

11 door het verdraaien van de bout de lichthoogte van de betreffende inlaatklep 112 kan worden ingesteld.11 the light height of the respective inlet valve 112 can be adjusted by turning the bolt.

Bij deze variant wordt de lucht die vanaf het luchtfilter wordt aangezogen naar de luchtkamer 117 via een 5 groot aantal verdeeld aangebrachte openingen 158 door de cilinderbodem 145 geleid (fig. 4), in plaats van door de opening 159, die aanwezig is voor de beweging van de drijfstang 108.In this variant, the air which is sucked in from the air filter to the air chamber 117 is guided through a large number of divided openings 158 through the cylinder bottom 145 (Fig. 4), instead of through the opening 159, which is present for the movement of the connecting rod 108.

Verder zijn in het getoonde voorbeeld in plaats van 10 uitlaatpoorten in de cilinderwand 103 nu uitlaatopeningen 137 gevormd in het uitstekende deel 127 van de eindwand 104. Deze uitlaatopeningen 137 zijn elk afsluitbaar door een bijbehorende uitlaatklep 154, waarvan de klepsteel 155 in de cilinderkop 139 gelagerd is. De uitlaatkleppen 154 worden 15 door klepveren 156 naar hun gesloten stand voorgespannen, en worden op conventionele wijze via tuimelaars 157 bediend door een (hier niet getoonde) nokkenas.Furthermore, instead of 10 outlet ports in the cylinder wall 103, outlet openings 137 are now formed in the protruding part 127 of the end wall 104. These outlet openings 137 are each closable by an associated outlet valve 154, the valve stem 155 of which is mounted in the cylinder head 139 is. The outlet valves 154 are biased by valve springs 156 to their closed position, and are conventionally operated via tumblers 157 by a camshaft (not shown here).

De motor volgens de uitvinding als hiervoor beschreven is dus efficiënt, levert een hoog specifiek 20 vermogen, is geluidsarm, en heeft een geringe uitstoot.The engine according to the invention as described above is therefore efficient, delivers a high specific power, is low-noise, and has low emissions.

Hoewel de uitvinding beschreven is aan de hand van voorbeelden, zal het duidelijk zijn dat deze daartoe niet beperkt is, maar op velerlei wijze kan worden gevarieerd. Zo is bijvoorbeeld de uitvinding niet slechts op tweetakt-25 motoren, maar evenzeer op viertakt-motoren toepasbaar. Ook zou de uitvinding toegepast kunnen worden bij benzinemotoren, in welk geval een of meer bougies in de verbrandingsruimte aangebracht zouden moeten worden. De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de bijgevoegde 30 conclusies.Although the invention has been described with reference to examples, it will be clear that it is not limited thereto, but can be varied in many ways. For example, the invention is applicable not only to two-stroke engines, but also to four-stroke engines. The invention could also be applied to gasoline engines, in which case one or more spark plugs would have to be fitted in the combustion space. The scope of the invention is therefore solely determined by the appended claims.

10244531024453

Claims

A combustion engine comprising at least one cylinder and a reciprocating piston reciprocating therein, which defines a combustion space with the cylinder and is connected via a connecting rod to a crankshaft, characterized in that in the piston at least one inlet opening closable by a valve is formed for admitting air or a fuel / air mixture into the cylinder.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the valve is accommodated freely movable in the inlet opening and is operated by pressure differences across the I piston. I

3. Combustion engine as claimed in claim 1, characterized in that the valve has a valve stem protruding from the piston on the side remote from the combustion space II and is opened by a valve ram engaging the valve stem. I

Combustion engine according to claim 3, characterized in that the valve tappet is fixedly connected to a part of the cylinder I. I

Internal combustion engine according to one of claims 2 to 14, characterized by at least one spring for biasing the valve to its position closing the inlet valve. I

6. Combustion engine as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the inlet opening is connected to an air chamber formed behind the piston. I

Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the air chamber is connected to an air filter via at least one suction opening that can be closed by a valve I. I

8. Combustion engine according to claim 7, characterized in that the valve is accommodated freely movable in the suction opening and is operated by pressure differences between the air chamber and the air filter.

9. Combustion engine according to one of the preceding claims or according to the preamble of claim 1, characterized in that the cylinder has an end wall with a part protruding into the cylinder, the piston is provided with a cavity fitting around the projecting part of the end wall and the combustion space is mainly determined by the protruding part of the end wall and the cavity.

Internal combustion engine according to claims 1 and 9, characterized in that the inlet opening is formed in a wall part of the piston defining the cavity.

11. Combustion engine according to claim 9 or 10, characterized in that at least one fuel supply line leading into the combustion space is formed in the projecting part of the end wall.

A combustion engine according to claim 11, characterized in that the fuel supply line opens into an injection device.

Internal combustion engine according to one of claims 9 to 12, characterized in that the protruding part of the end wall of the cylinder and the cavity in the piston are substantially cylindrical.

14 I closing the outlet opening and a position releasing the outlet opening I. I

A combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized by at least one outlet opening connected to the combustion space for discharging combustion gases.

15. Combustion engine according to claim 14, characterized in that the outlet opening is a port formed in the side wall of the cylinder.

A combustion engine according to claim 14, characterized by an outlet valve that is movable between a 1024453

A combustion engine according to any one of claims 9 to 13 and 16, characterized in that the outlet opening is formed in the projecting part of the end wall of the cylinder. I

18. Combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized by a number of cylinders, at least the crankshafts of which are provided with cooperating coupling means, which cylinders are mechanically connected to each other and are connected to common fuel and air supply systems and combustion gas. exhaust systems. I 5 0244 53 I