WO1983000360A1 - Reciprocating piston engine with tangential drive - Google Patents

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WO1983000360A1
WO1983000360A1 PCT/DE1982/000151 DE8200151W WO8300360A1 WO 1983000360 A1 WO1983000360 A1 WO 1983000360A1 DE 8200151 W DE8200151 W DE 8200151W WO 8300360 A1 WO8300360 A1 WO 8300360A1
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WO
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piston
internal combustion
combustion engine
engine according
lever
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Application number
PCT/DE1982/000151
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English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Rueckstaedter
Original Assignee
RÜCKSTÄDTER, Paul
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by RÜCKSTÄDTER, Paul filed Critical RÜCKSTÄDTER, Paul
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    • 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
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02—Engines with prolonged expansion
    • F02B41/04—Engines with prolonged expansion in main cylinders
    • 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
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/04—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft
    • F01B9/08—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft with ratchet and pawl
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F02D15/02—Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke

Definitions

  • the invention relates to a top-hat piston engine with a working piston tangentially acting on the drive shaft, with a detaching system that rotates as a flywheel to return the working piston after passing through its working stroke, in particular as a working and power machine.
  • the invention is based on the object of presenting an internal combustion engine which is capable of automatically optimizing every operating state and every phase of the work process and at the same time minimizing the negative effects.
  • the reciprocating piston engine with tangential drive consists of a working piston tangentially engaging the drive shaft, which rotates the drive shaft via a freewheel and which has a detachment system which returns the piston to the next work cycles after it has passed its stroke .
  • This detachment system is designed in such a way that the piston assumes the optimum position depending on the operating state and the work cycle. These positions, which differ depending on the cycle and operating status, require both a corresponding control of the detachment system and new additional control devices for the intake valve control, the mixture control and the fresh air control for optimization.
  • the loaded drive shaft determines the constant pressure method.
  • the separation system determines the equality process.
  • the tangential motor has one or more ignitions with one shaft revolution, therefore greater torque.
  • the engine By completely emptying the cylinder, the engine always has a clean mixture, faster and perfect combustion, low fuel consumption, minimal exhaust emissions (environmentally friendly).
  • the prototype built proves that it has 15 times the torque of a conventional motor.
  • the four-stroke, single-cylinder prototype of 432 cm with a commercial carburettor has an idling speed of 60 / min with a fuel consumption of 85 g / h. At 160 rpm, depending on the carburettor setting, it rotates from 2.5 to about 4 mkg.
  • the torque can be increased by a lot, firstly by a larger piston diameter, by several ignitions in the cylinder when the shaft rotates, by an excessively long lever arm and by an overall perfect adjustment of the engine.
  • FIG. 1 shows the reciprocating piston engine with Tangenti.alantrieb in a phase of its working process.
  • the piston 2 located in the cylinder 1 presses on the connecting rod 3 the freewheel lever 4, which on the. Freewheel 7 is attached, tangential to the drive shaft 8 down. Since the freewheel 7 drives the drive shaft 8 in this direction, the drive shaft 8 is set in rotation.
  • a control disk 5 with the elliptical curve 6 is fastened on the drive shaft 8. 3h of this elliptical curve 6 the cam roller 9 runs, which is fastened to the transmission lever 10, so that this transmission lever 10 with the articulated lever 11 the piston 2 after passing through its stroke can push up again, since the transmission lever 10 is mounted in the eccentric 24 on its other eve.
  • This eccentric 24 is located on the eccentric shaft 22 which lies in the bearing block 21.
  • the eccentric 24 can change its position. This change in position of the eccentric 24 creates the possibility that the height of the piston 2 can be adjusted in any operating state.
  • the control lever 26 is by a control camshaft 27, which with the
  • Drive shaft 8 is coupled and works with it in the direction of rotation, controlled so that in the phase of exhausting the piston 2 is moved to the uppermost point in the cylinder 1 in order to be able to push out all combustion gases.
  • FIG. 1 also shows the exhaust duct 12 on the cylinder 1 with the associated exhaust valve 13 and the outer intake pipe 16 with the associated intake valve 14.
  • the outer intake pipe 16 is the inner intake pipe 15, which can be opened or closed by the intake pipe valve 17, to supply the required amount of the air / fuel mixture to the engine at the required air speed, depending on the operating state.
  • the equalizing can 18, which consists of an equalizing membrane 19 and the corresponding spring 20. This expansion box feeds the fuel-air mixture to the engine without the other negative pressure when it is drawn in, and at the same time draws in fuel-air mixture and keeps the fuel-air mixture in motion.
  • Figure 2 shows a possible shape of the elliptic curve 6. It is clear that the axes of the ellipse are different are long. It is thereby achieved that the piston 2 can travel a further distance in the work cycle, that is to say when the gases are released, so that the gases can relax completely.
  • the shape of the curve has a direct influence on the stroke length of the piston 2 and on the number of cycles per revolution.
  • Crucial for the curve shape. is that the curve piece, which passes through the cam roller in the work cycle, is designed such that the cam roller 9 does not touch the curve 6 at all, so that the piston 2 can work freely.
  • FIG 3 shows the air ts expensive device, which serves to supply the engine with the correct amount of fresh air depending on the operating state and regardless of the external air pressure.
  • the air is sucked in by the engine in the direction of the arrow when the control membrane 32 is moved in the direction of the control flap 29 through the opening from the diaphragm housing 31 through the opening 30 in the fresh air duct 28, so that the articulated rod 33 moves the Control flap 29 is opened and fresh air is sucked in.
  • the control flap 29 is mounted so that it locks against the external pressure.
  • This air regulation is supplemented by a height box 38, the height membrane 39 of which is closed on one side against the external air pressure.
  • the height membrane 39 is connected to the control membrane 32 via the articulated rod 33 in order to optimize the air supply regulation even with different external pressures.
  • the boiling can 38 is suspended from the spring 35, which can be biased in the frame 37 by the regulating screw 36. This bias also acts on the compression spring 34, which is located in the Msmbrangeophuse 32, such that an exact air regulation is possible for each fuel.
  • Figure 4 shows the camshaft 40, which controls the inlet valve 14 in the cylinder head 42 against the compression spring 43, here in the arrangement of a Pilsst Schemeel. Between the camshaft 40 and the inlet valve 14 is the piston slide 41, which can be moved horizontally. This cam carriage 41 ensures that the inlet valve 14 remains open longer, depending on the operating state, in order to ensure suction vacuum even with different piston positions and to be able to push the unused fuel / air mixture back into the compensating can.
  • FIGS. 5 through 12 show the individual phases of the 4-stroke hat piston engine with tangential drive at idle as at full load and are described below.
  • Figure 5 shows the reciprocating piston Otor with tangential drive in the phase of the beginning compression at idle. 3m idle, the control lever 26 is in its initial position .y 1 . 3h this position, the eccentric 24 is in the lower position at point d. in the bearing block 21.
  • the piston 2 is now pushed upwards from the position x 1 via the levers 3, 4, 10 and 11 against the freewheel 7 in that the neck roller 9, located on the transmission lever 10, which runs in the elliptical curve 6 of the control disk 5, is also pressed upwards due to the guidance in the elliptical curve 6. Since the eccentric 24 is in the position d 1 , the piston 2 is then pressed to the highest point.
  • the inlet valve 14 remains open until the compression ratio required for the engine is reached. This is indicated here with the x 2 position of the basin. From this position x 2 , the inlet valve 14 is then closed again. This elongated Ven Opening is achieved in that the cam slide 41 assumes the position e 1 , so that the camshaft 40 must run along the curve of the cam slide 41 in this phase, so that the inlet valve 14 remains open longer. Since the inlet valve 14 has remained partially open in the compression phase, the intake air-fuel mixture is pushed back into the outer intake pipe 16. The compensating can 18 takes up most of this mixture again in order to dispense it at a later point in time. The compensation membrane 19 now in position b will then move upward.
  • the intake pipe valve 17, which closes the inner intake pipe 15, is in the closed position c 1 , so that the air speed is optimal.
  • the air control device with the membrane housing 31 and the control membrane 32, which is located in front of the carburetor 62 shown schematically here, has closed the control flap 29 in the fresh air duct 28. This is with the position f 1
  • Control membrane 32 displayed.
  • Figure 6 shows the reciprocating piston engine with tangential drive at the beginning of the actual work cycle in idle.
  • the engine has compressed and the piston 2 has reached the top position x 3 .
  • the compressed air-fuel mixture is ignited, and at the moment of ignition, the cam roller 9 is released from the elliptical curve 6, so that the piston 2 can move down freely freely tangentially with the freewheel 7 and the drive shaft 8 is set in rotation.
  • This section of the curve is only important if the engine does not ignite.
  • the piston 2 moves down until the gases have completely relaxed, so that the entire expansion energy is converted into mechanical energy.
  • the piston 2 can Shut down the operating cycle to such an extent that the axis of the elliptical curve 6, corresponding to the axis dimension a 1 from FIG. 2, corresponds to the exposed piston.
  • the compensating membrane 19 of the compensating can 18 has in the meantime reached position b 2 due to the return of the fuel-air mixture during compression.
  • Figure 7 shows the reciprocating piston engine with tangential drive at the beginning of the exhaust phase at idle.
  • the piston 2 has reached the lowest point x 4 and is now pushed up again by the lever system 3, 4, 10 and 11 and by the cam roller 9 in the elliptical curve 6 in order to expel the burned gases again.
  • the outlet valve 13 opens.
  • the compensating membrane 19 has now assumed the position b 3 through the spring 20. As a result, further fuel-air mixture was sucked in, in order to be able to discharge it again from this compensating can 18 in the next phase. Because the equalizing membrane 19 has sucked in the mixture, a quiter pressure is created in the fresh air channel 28, so that the control membrane 32 moves into the position f 2 and the control flap 29 opens in order to be able to suck in fresh air.
  • Figure 8 shows the egg piston engine with tangential drive in the phase of the beginning of the intake of the fuel-air mixture at idle.
  • the piston 2 is in the uppermost position Xc- This position is identical to the piston position x- after compression.
  • the elliptical curve 6 located in the control disk 5 takes the cam roller 9 with it and pulls the piston 2 down via the lever system 3, 4, 10 and 11, so that the engine can now suck in the fuel-air mixture from the compensating can 18 as soon as the inlet valve 14 has opened by the camshaft 40.
  • Figure 9 shows the reciprocating piston engine with tangential drive in the phase of the beginning compression at full load or full throttle.
  • the control lever 26 has assumed the position y 2 and as a result the eccentric 24 has been rotated into the upper position d 2 .
  • the piston 2 is pulled into the somewhat lower position x 6 via the lever system 3, 4, 10 and 11.
  • the cam carriage 41 is brought into the position e 2 , so that the inlet valve 14 closes when the piston 2 has reached the lower position x 6 .
  • the lower position x 6 coincides with the piston inlet valve closing position x 7 .
  • the intake pipe valve 17 is in the position c 2 and thus has the inner intake pipe 15 released, so that the engine can suck in the largest fuel-air mixture.
  • Figure 10 shows the Bjbkolbenmotor with tangential drive before the actual work cycle at full load.
  • the piston 2 has reached the top position x 8 and has compressed the fuel-air mixture in the same ratio as when idling.
  • the now correspondingly larger quantity of the fuel-air mixture is ignited, the piston 2 travels tangentially, takes the freewheel 7 with it and rotates the drive shaft 8 with the control disk 5.
  • Figure 11 shows the reciprocating piston engine with tangential drive in the phase of the beginning exhaust at full load.
  • the Kolken 2 has the lowest accessible position x 9 .
  • the gases have relaxed completely and now the piston 2 is pushed up again via the lever system 3, 4, 10 and 11.
  • the exhaust valve 13 opens so that the gases can escape through the exhaust duct 12.
  • the control camshaft 27 presses the control lever 26 out of the position y 2 into the position y 1 , so that the eccentric 24 briefly changes the position d. can take.
  • Figure 12 shows the reciprocating piston engine with tangential drive at the beginning of the phase of suction at full load.
  • the piston 2 has reached the top position x 10 and pushed out all gases.
  • This position x 10 is identical to the position x 5 after the gases have been pushed out at idle from FIG. 8.
  • the engine can now suck in the new fuel-air mixture by opening the inlet valve 14 and the resulting negative pressure acting on the control membrane 32 so that it is pressed down from the position f 1 and the control flap opens.
  • FIG. 13 shows a further embodiment of the top-hat piston engine with tangential drive in an arbitrary operating state and working cycle.
  • This reciprocating engine is different from 1 in that the working stroke in the lower stroke range can be adjusted as desired and the detachment system for returning the piston 2 collapses in the working cycle, so that it is ineffective.
  • the connecting lever 45 On the freewheel 7 there is also the connecting lever 45, which represents the connection between the freewheel 7 and the detachment system.
  • the detachment system consists of the push rod 46, which is firmly connected to the push rod bearing 47.
  • the bearing plate 48 with the eccentric 49 which engages in the eccentric disc 50 and is mounted therein, so that the eccentric 49 can be rotated in the eccentric disc 50.
  • the eccentric disc 50 in turn rotates through the drive chain 61 in the bearing 51 and thus constantly takes the eccentric 49 with the bearing disc 48 with it.
  • the bearing disk 48 is suspended on the chain 52 and is firmly connected to the chain 52 at one point.
  • One of the chain 52 is attached to the spring suspension 60 via the spring 59 and the other end of the fat 52 hangs firmly on the chain suspension 58.
  • This arrangement of the elements 45, 46, 47, 48, 50, 51, 59 and 60 you get a release system that collapses as soon as the piston 2 exerts pressure on this system.
  • the release system is supplemented by the stroke adjuster 57, which can shorten and lengthen the chain piece between the chain suspension 58 and the bearing plate 48.
  • the stroke adjuster 57 ensures that the piston 2 runs through the required stroke and is pressed into the upper starting position.
  • the transmission adjuster is located in the adjustment bearing 56, which ensures that the set stroke is maintained.
  • the shaft 8, the eccentric disk 50, the bearing disk 7.0 with the cam 55 and the cam 71 are connected to one another by drive chains 61 and 75, the transmission ratio indicating the number of wheels per revolution.
  • This embodiment has a second cylinder 72 as the actual compression and combustion chamber, which is located above the cylinder 1 in the cylinder head.
  • this cylinder 72 there is an actuating piston 73 which is pressed downwards via the lever 74 and the cam 71 in the exhaust stroke, so that all combustion gases can be pushed out.
  • the actuating piston 73 returns to its initial position previously determined by the gas lever.
  • a control piston 73 installed in the cylinder head in this way can achieve a constant compression end pressure in the cylinder in the entire speed range of the engine. Since manual adjustment, ie adjustment of the adjusting piston 73 to any desired final compression pressure, is possible, the highest combustion speed and the lowest fuel consumption are achieved at all speeds.
  • the piston 2 can increase its stroke by more than twice as the speed increases, depending on the design of the mechanics.
  • the actuating piston 73 can enlarge its compression space from zero to its largest configuration.
  • the cam 55 runs in the inner path of the stroke adjuster 57, which is displaced and adjusted in the sliding bearing 56, from the smallest to the largest stroke. If the stroke adjuster 57 so moved far into the position that the cam 55 just touches the inside of the stroke adjuster, so the smallest ⁇ ub of the piston 2 is given.
  • the fine adjustment of the chain 52 takes place on the bearing block 58, the bearing disk 48 being adjusted and adjusted.
  • the stroke adjuster 57 is coupled to the throttle lever in such a way that the gas is pressed against the chain and goes away from it when the throttle is applied. As a result, the piston 2 is displaced in its lower position.
  • the system should be designed so that the axle bearing 51, the eccentric 49 and the articulated lever 46 never lie in one plane, so that there is no dead center.
  • Figure 14 shows the top-hat piston motor with tangential drive in the
  • the piston 2 located in the cylinder 1 presses the free-wheel lever 44 tangentially to the drive shaft 8 via the connecting rod 3, thereby taking the free-wheel 7 with it, so that the drive shaft 8 rotates.
  • the roller 69 rolls completely freely along the likewise rotating cam plate 63. Only when the piston 2 is returned to its working position does the roller 69 rest on the cam plate 63, so that the piston 2 is pressed upwards.
  • the cam plate 63 can be adjusted in height by the eccentric 66 in the eccentric shaft 65, which is mounted in the bearing 64, so that the position of the piston 2 can be changed. The height is adjusted using the same system as ii Elgur 1.
  • the tension spring 68 if necessary. also a compression spring serves to push the piston 2 down during suction and in the event of a possible ignition failure.

Description

Hubkolbenmotor mit Tangentialantrieb
Die Erfindung betrifft einen Hutkolbenmotor mit tangentialan die Antriebswelle angreifenden Arbeitskolben mit einem als Schwungmasse mitlaufenden Ablösesystem zur Rückführung des Arbeitskolbens nach Durchlaufen seines Arbeitshubs , insbesondere als Arbeits— und Kraftmaschine.
Bei einem derartigen Hubkolbenmotor mit Tangentialantrieb mit kombiniertem Kolbenrückführungssystem besteht die Möglichkeit, den Hub des Arbeitskolbens je nach den Betriebszuständen und Arbeitsakten exakt den Erfordernissen anzupassen und durch weitere Zusatzsysteme die Optimierung der Verbrennung sowie der Kraftübertragung erreicht wird, welches zu einem maximalen Wirkungsgrad in allen Eetriebszuständen führt. Es ist bekannt, daß als Arbeits- und Kraftmaschinen Hubkolbenmotore mit Kurbelwelle oder Taumelscheibe oder verschiedene Arten von Rotationsmotoren existieren. Aufgrund der Vielzahl der Ausführungen soll hierauf nicht näher eingegangen werden. Der entscheidende Nachteil all dieser Verbrennungsmotoren ist darin zu sehen, daß diese Motoren sich durch das Zwangsführungssystem des Kolbens nicht den verschiedenen Betriebszuständen anpassen können, so daß immer der gleiche Hub, die gleiche Kompression, etc. vorhanden ist. Durch diese Invariabilität ist eine Optimierung der Energieumwandlung in mechanische Energie in den einzelnen Phasen der Arbeitsakte sowie der verschiedenen Betriebszustände vom Leerlauf bis Vollast nicht möglich. Die je nach Auslegung des herkömmlichen Motors bedingten Kompromisse bedeuten, daß von der zugeführten Energie nur ca. ein Drittel als mechanische Energie genutzt werden kann, ganz abgesehen davon, daß diese hohen Energieverluste negative Auswirkungen aufweisen. Diese ne gativen Auswirkungen sind unter anderem die Geräuschentwicklung, hohe Wärmeverluste, dynamische Verluste und zuviel schädliche Abgase. Zu bemerken ist, daß dynamische Verluste dadurch entstehen, daß die herkömmlichen Motoren bei niedrigen Drehzahlen ein niedriges Drehmoment aufweisen und erst bei hohen und höchsten Drehzahlen Leistung abverlangt werden kann.
Die mechanische Wirkung des Übertragungsdrucks des konventionellen Motors ist beim oberen Totpunkt gleich Null, mit zunehmendem Hebelarm nimmt die übertragungsfähigkeit in gleichen Maße zu. Hat der Hebelarm (die Wange) zum Pleuel den 90° Kinkel erreicht, so ist die Endspannung der Gase im Zylinder so weit abgesunken, daß nur annähernd die Hälfte des Druckes mechanisch übertragen wird. Dabei nimmt der Hebel weiter ab, wo bei ebenfalls die Übertragung abnimmt. Dazu kommt, daß ein Drittel der Abgase ohne Arbeit zu verrichten, durch den Auspuff ohne Arbeit zu leisten, ausgestoßen wird. Weiter kommt hinzu, daß etwa ein Drittel Restgase im Zylinder verbleiben, die durch ihre Anwesenheit auf das neue Gemisch hemmend einwirken, und somit wiederum ein Mehr an Kraftstoff erfordern.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor darzustellen, der in der Lage ist, jeden Betriebszustand und jede Phase des Arbeitsaktes selbsttätig zu optimieren und gleichzeitig die negativen Auswirkungen zu minimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hubkolbenmotor mit Tangentialantrieb aus einem an die Antriebswelle tangential angreifenden Arbeitskolben besteht, der die Antriebswelle über einen Freilauf in Rotation versetzt und der über ein Ablösesystem verfügt, welches den Kolben nach Durchlaufen seines Hubes zu den nächsten Arbeitstakten zurückführt. Dieses Ablösesystem ist so gestaltet, daß der Kolben je nach Betriebszustand und Arbeitstakt die optimale Stellung einnimmt. Diese, je nach Takt und Betriebszύstand unterschiedlichen Stellungen, erfordern zur Optimierung sowohl eine entsprechende Steuerung des Ablösesystems sowie auch neuartige Zusatzsteuergeräte für die Einlaßventilsteuerung, die Gemischregulierung und die Frischluftsteuerung.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind folgende: Beim Tangentialmotor mit Quetschraum und Verdichtungsverschiebung und mit Ansaug-ünterdruck-und-Verdichtungs Enddruck-Regelung wird bei allen Drehzahlen höchste und konstante Verbrennungsgeschwindigkeit bis an die Belastbarkeit des Materials erreicht. Es ist sowohl Gleichdruck- als auch Gleichraumverfahren möglich.
Die belastete Triebwelle bestimmt das Gleichdruckverfahren. Das Ablösesystem bestimmt das Gleichraumverfahren.
Weitere Vorteile:
1. Durch tangentialen Antrieb, Ablöse- und Rückführungs system gibt es keinen oberen, noch unteren Totpunkt mehr, nur noch obere und untere Kolbenstellungen, daher direkte Übersetzung des im Zylinder befindlichen Gasdrucks.
2. Durch den verlängerten Expansionshub wird der im Zylinder befindliche Gasdruck auf den Kolben bis zur Kondensation übertragen, der Tangentialmotor ist daher geräuschlos (umweltfreundlich).
3. Der Tangentialmotor hat je nach Auslegung eine oder mehrere Zündungen bei einer Wellenumdrehung, daher größeres Drehmoment.
4. Beim Tangentialmotor sind größere Kolbenquerschnitte sowie kürzere Kolbenhübe möglich als bei herkömmlichen Motoren, somit erhält man höhere Werte.
5. Durch totale Entleerung des Zylinders hat der Motor immer sauberes Gemisch, schnellere und voll kommene Verbrennung, niedrigen Kraftstoffverbrauch, minimale Abgasemissionen (umweltfreundlich).
6. Durch manuelle Einstellung können alle Motorkraftstoffe verwendet werden (bei Zylindereinspritzung). Es können nicht alle Vorteile hier beschrieben werden. Durch alle zusammenwirkenden, neuen technologischen Komponenten dieser Erfindung kann bei gleicher Zylinderzahl, Hubraum und Drehzahl das Drehmoment um das X-fache je nach Auslegung des Tangentialmotors gesteigert werden.
Der gebaute Prototyp beweist, daß er das 15fache Drehmoment eines konventionellen Motors besitzt. Der Viertakt- Einzylinder-Prototyp von 432 cm mit handelsüblichem Vergaser hat eine Leerlaufdrehfähigkeit von 60/min bei einem Kraftstoffverbrauch von 85 g/h. Bei 160 U/min dreht er je nach Vergasereinstellung sehen von 2,5 bis etwa 4 mkg. Das Drehmoment kann noch um vieles erhöht werden, einmal durch größeren Kblbendurchmesser, durch mehrere Zündungen im Zylinder bei einer Wellenumdrehung, durch überlangen Hebelarm und durch insgesamt perfekte Einstellung des Motors.
Ausführungsbeispiele und Arbeitsphasen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Figur 1 zeigt den Hubkolbenmotor mit Tangenti.alantrieb in einer Phase seines Arbeitsprozesses. Der in dem Zylinder 1 befindliche Kolben 2 drückt über das Pleuel 3 den Freilaufhebel 4, der auf den. Freilauf 7 befestigt ist, tangential zur Antriebswelle 8 herunter. Da in dieser Richtung der Freilauf 7 die Antriebswelle 8 mitnimmt, wird die Antriebswelle 8 in Rotation versetzt. Auf der Antriebswelle 8 ist eine Steuerscheibe 5 mit der elliptischen Kurve 6 befestigt. 3h dieser elliptischen Kurve 6 läuft die Nbckenrolle 9, die an dem Übertragungshebel 10 befestigt ist, so daß dieser Übertragungshebel 10 mit dem Gelenkhebel 11 den Kolben 2 nach Durchlaufen seines Hubes wieder nach oben drücken kann, da der Übertragungshebel 10 an seinem anderen Ehde in dem Exzenter 24 gelagert ist. Dieser Exzenter 24 befindet sich auf der Exzenterwelle 22, die in dem Lagerbock 21 liegt. Durch die Kette 23 und den Steuerhebel 26, welcher in dem
Lagerpunkt 25 gelagert ist, kann der Exzenter 24 seine Lage verändern. Durch diese Lageveränderung des Exzenters 24 wird die Möglichkeit geschaffen, daß der Kolben 2 in seiner Höhe in jedem Betriebszustand verstellt werden kann. Der Steuerhebel 26 wird durch eine Steuernockenwelle 27, die mit der
Antriebswelle 8 gekoppelt ist und mit ihr drehsinnig arbeitet, so gesteuert, daß in der Phase des Auspuffens der Kolben 2 bis zum obersten Punkt in dem Zylinder 1 bewegt wird, um alle Verbrennungsgase ausschieben zu können.
Figur 1 zeigt ferner den am Zylinder 1 befindlichen Auspuffkanal 12 mit dem zugehörigen Auslaßventil 13 sowie das äußere Ansaugrohr 16 mit dem zugehörigen Einlaßventil 14. 3h dem äußeren Ansaugrohr 16 befindet sich das innere Ansaugrohr 15, welches durch das Ansaugrohrventil 17 geöffnet oder geschlossen werden kann, um je nach Betriebszustand die erforderliche Menge des Kraftstoff-Luftgemisches mit der erforderlichen Luftgeschwindigkeit dem Motor zuzuführen. Ferner befindet sich an dem äußeren Ansaugrohr 16 die Ausgleichsdose 18, die aus einer Ausgleichsmembran 19 und der entsprechenden Feder 20 besteht. Diese Ausgleichsdose führt dem Motor ohne den sonstigen Unter druck beim Ansaugen das Kraftstoff-Luftgemisch zu und saugt gleichzeitig auf Vorrat Kraftstoff-Luftgemisch an und hält das Kraftstoff-Luftgemisch ständig in Bewegung.
Figur 2 zeigt eine mögliche Form der elliptischen Kurve 6. Dabei wird deutlich, daß die Achsen der Ellipse unterschiedlich lang sind . Dadurch wird erreicht, daß der Kolben 2 im Arbeitstakt, also beim Entspannen der Gase einen weiteren Weg zurücklegen kann , so daß sich die Gase vollkommen entspannen können. Generell nimmt die Kurvenform direkten Einfluß auf die Hublänge des Kolbens 2 sowie auf die Anzahl der Takte pro Um drehung . Entscheidend für die Kurvenfom. ist, daß das Kurvenstück, welches die Nockenrolle im Arbeitstakt durchläuft, derart gestaltet ist, daß die Nockenrolle 9 die Kurve 6 überhaupt nicht berührt, sαdaß der Kolben 2 frei arbeiten kann.
Figur 3 zeigt das Luf ts teuergerät, welches dazu dient , dem Motor je nach Betriebszustand und unabhängig vom äußeren Luftdruck die richtige Menge Frischluft zuzuführen. Durch den Frischluftkanal 28 wird die Luft in Pfeilrichtung vom Motor dann angesaugt, wenn durch den entstehenden Unterdrück aus dem Membrangehäuse 31 durch die öffnung 30 in dem Frisch luftkanal 28 die Steuermembran 32 in Richtung der Steuerklappe 29 bewegt wird, so daß durch die Gelenkstange 33 die Steuerklappe 29 geöffnet wird und Frischluft angesaugt wird . Die Steuerklappe 29 ist so gelagert , daß sie gegen den Außendruck sperrt. Diese Luftregulierung wird durch eine Höhendose 38, deren Höhenmembran 39 auf deir einen Seite gegen den äußeren Luftdruck geschlossen ist, ergänzt. Die Höhenmembran 39 ist mit der Steuermembran 32 über die Gelenkstange 33 verbunden, um die Luftzufuhrregulierung auch bei unterschiedlichem Außendruck zu optimieren. Die Köhendose 38 ist an der Feder 35 aufgehängt, die durch die Regulierungsschraube 36 im Rahmen 37 vorgespannt werden kann. Diese Vorspannung wirkt ebenfalls auf die Druckfeder 34, die sich in dem Msmbrangehäuse 32 befindet , derart, daß eine exakte Luftregulierung für jeden Kraftstoff mög lieh ist. Figur 4 zeigt die Nockenwelle 40, die das Einlaßventil 14 im Zylinderkopf 42 gegen die Druckfeder 43, hier in der Anordnung eines Pilsstößels, steuert. Zwischen Nockenwelle 40 und Einlaßventil 14 befindet sich der Kbrvenschlitten 41, der sich in der Waagerechten verschieben läßt. Durch diesen Kurvenschlitten 41 wird erreicht, daß das Einlaßventil 14 je nach Betriebszustand länger geöffnet bleibt, um Ansaugeunterdruck auch bei unterschiedlichen Kblbenstellungen zu gewährleisten und um das nicht verbrauchte Kraftstoff-Luftgemisch in die Ausgleichsdose zurück drücken zu können.
3h den Figuren 5 -12 werden die einzelnen Phasen des 4-TaktHutkolbenmotors mit Tangentialantrieb im Leerlauf wie bei Vollast dargestellt und im folgenden beschrieben.
Figur 5 zeigt den Hubkolbenir-Otor mit Tangentialantrieb in der Phase der beginnenden Verdichtung im Leerlauf . 3m Leerlauf ist der Steuerhebel 26 in seiner Ausgangsstellung .y1. 3h dieser Stellung liegt auch der Exzenter 24 in der unteren Stellung in dem Punkt d. in dem Lagerbock 21. In der Phase der beginnenden Verdichtung wird nun der Kolben 2 von der Stellung x 1 über die Hebel 3 ,4,10 und 11 gegen den Freilauf 7 dadurch nach oben gedrückt, daß die auf dem Cbertragungshebel 10 befindliche Nackenrolle 9 , die in der elliptischen Kurve 6 der Steuerscheibe 5 läuft, aufgrund der Führung in der elliptischen Kurve 6 ebenfalls nach oben gedrückt wird. Da sich der Exzenter 24 in der Stellung d1 befindet, wird dann der Kolben 2 bis zum höchsten Punkt gedrückt. 3h dieser Phase der Verdichtung bleibt das Einlaßventil 14 solange geöffnet, bis das für den Motor verlangte Verdichtungsverhältnis erreicht wird. Diese wird hier mit der Kblbenstellung x2 angedeutet. Ab dieser Stellung x2 ist dann das Einlaßventil 14 wieder geschlossen. Diese verlängerte Ven tilöffnung wird dadurch erreicht, indem der Kurvenschlitten 41 die Stellung e1 einnimmt, so daß die Nockenwelle 40 in dieser Phase die Kurve des Kurvenschlittens 41 entlanglaufen muß, so daß das Einlaßventil 14 länger geöffnet bleibt. Da durch, daß das Einlaßventil 14 in der Phase des Verdichtens zum Teil geöffnet geblieben ist, wird das angesaugte Kraftstoff-Luftgemisch wieder in das äußere Ansaugrohr 16 zurückgedrückt. Dabei nimmt die Ausgleichsdose 18 den größten Teil dieses Gemisches wieder auf, um es zu einem späteren Zeit punkt wieder dosiert abzugeben. Die nun in der Stellung b, befindliche Ausgleichsrnembran 19 wird sich dann nach oben bewegen. Im Leerlauf ist das Ansaugrohrventil 17, welches das innere Ansaugrohr 15 verschließt, in der geschlossenen Stellung c1, damit die Luftgeschwindigkeit optimal ist. Das Luftsteuergerät mit dem Membrangehäuse 31 und der Steuermembran 32, welches sich vor dem hier schematisch gezeigten Vergaser 62 befindet, hat die Steuerklappe 29 im Frischluftkanal 28 geschlossen. Dies wird mit der Stellung f1 der
Steuermembran 32 angezeigt.
Figur 6 zeigt den Hubkolbenmotor mit Tangentialantrieb zu Beginn des eigentlichen Arbeitstaktes im Leerlauf. Der Motor hat verdichtet und der Kolben 2 hat die oberste Stellung x3 erreicht. Das kcmprimierte Kraftstoff-Luftgemisch wird gezündet, und im Augenblick der Zündung löst sich die Nockenrolle 9 von der elliptischen Kurve 6, so daß der Kolben 2 vollkommen frei tangential unter Mitnahme des Freilaufs 7 herunterfahren kann und die Antriebswelle 8 in Rotation versetzt. Nur für den Fall, daß der Motor nicht zündet, hat dieses Kurvenstück eine Bedeutung. Der Kolben 2 fährt soweit herunter, bis sich die Gase vollkommen entspannt haben, so daß die gesamte Expansionsenergie in mechanische Ehergie umgesetzt wird. Der Kolben 2 kann beim Arbeitstakt deshalb soweit herunterfahren, da die Achse der elliptischen Kurve 6, entsprechend dem Ächsenmaß a1 aus Figur 2, dem freiliegenden Kolben entspricht. Die Ausgleichsmembran 19 der Ausgleichsdose 18 hat durch die Rückführung des Kraftstoff-Luftgemisches beim Verdichten zwischenzeitlich die Stellung b2 erreicht.
Figur 7 zeigt den Hubkolbenmotor mit Tangentialantrieb zu Beginn der Phase des Auspuffens im Leerlauf. Der Kolben 2 hat den untersten Punkt x4 erreicht und wird nun wieder durch das Hebelsystem 3, 4, 10 und 11 sowie durch die Nbckenrolle 9 in der elliptischen Kurve 6 nach oben gedrückt, um die verbrannten Gase wieder auszustoßen. Dabei öffnet sich das Auslaßventil 13. Die Ausgleichsrnembran 19 hat inzwischen durch die Feder 20 die Stellung b3 eingenommen. Dadurch wurde weiteres Kraftstoff-Luftgemisch angesaugt, um es in der nächsten Phase aus dieser Ausgleichsdose 18 wieder abgeben zu körnen. Dadurch, daß die Ausgleichsrnembran 19 das Gemisch angesaugt hat, entsteht im Frischluftkanal 28 ein Qiterdruck, so daß die Steuermembran 32 in die Stellung f2 rückt und die Steuerklappe 29 öffnet, um Frischluft ansaugen zu können.
Figur 8 zeigt den Eiibkolbenmotor mit Tangentialantrieb in der Phase des beginnenden Ansaugens des Kraftstoff-Luftgemisches im Leerlauf. Der Kolben 2 befindet sich in der obersten Stellung Xc- Diese Stellung ist identisch mit der Kblbenstellung x-, nach dem Verdichten. Die in der Steuerscheibe 5 befindliche elliptische Kurve 6 nimmt die Nockenrolle 9 mit und zieht den Kolben 2 über das Hebelsystem 3, 4, 10 und 11 herunter, so daß der Motor nun aus der Ausgleichsdose 18 das Kraftstoff-Luftgemisch ansaugen kann, sobald das Einlaßventil 14 durch die Nockenwelle 40 geöffnet hat. Figur 9 zeigt den Hubkolbenmotor mit Tangentialantrieb in der Phase der beginnenden-Verdichtung bei Vollast bzw. Vollgas. Der Steuerhebel 26 hat die Stellung y2 eingenommen und dadurch wurde der Exzenter 24 in die obere Stellung d2 gedreht. Dadurch wird der Kolben 2 über das Hebelsystem 3, 4, 10 und 11 in die etwas tiefere Stellung x6 gezogen. Bei Vollast wird der Kurvenschlitten 41 in die Stellung e2 gebracht, so daß das Einlaßventil 14 dann schließt, wenn der Kolben 2 die untere Stellung x6 erreicht hat. Somit fällt die untere Stellung x6 mit der Kolbeneinlaßventilschließ stellung x7 überein. ln der Stellung e2 des Kurvenschlittens 41 kann die Nockenwelle 40 nicht mehr entlang der ftjrve des Kurvenschlittens 41 gleiten. Bei Vollast ist das Ansaugrohrventil 17 in der Stellung c2 und hat somit das innere Ansaug röhr 15 freigegeben, so daß der Motor das größte Kraftstoff Luftgemisch ansaugen kann. Ferner erkennt man durch die Anordnung des inneren Ansaugrohrs 15 und des Ansaugrohr-Ventils 17, daß eine optimale Verwirbelung des Geschmisches erreicht wird. Bei Vollast wird die Ausgleichsdose in ihrer Funktion eingeschränkt und sie arbeitet kaum noch. Deshalb hat die Ausgleichsrnembran die Stellung b3 in allen Phasen. Über das Hebelsystem 3, 4, 10 und 11 wird nun der Kblben.2 wie beim Leerlauf nach oben gedrückt und verdichtet.
Figur 10 zeigt den Bjbkolbenmotor mit Tangentialantrieb vor dem eigentlichen Arbeitstakt bei Vollast. Der Kolben 2 hat die oberste Stellung x8 erreicht und das Kraftstoff-Luftgemisch im selben Verhältnis wie beim Leerlauf verdichtet. Die aber nun entsprechend größere Menge des Kraftstoff-Luftgemisches wird gezündet, der Kolben 2 fährt tangential herunter, nimmt den Freilauf 7 mit und dreht die Antriebswelle 8 mit der Steuerscheibe 5. Figur 11 zeigt den Hubkolbenmotor mit Tangentialantrieb in der Phase des beginnenden Auspuffens bei Vollast. Der Kolken 2 hat die niedrigst erreichbare Stellung x9. Die Gase haben sich vollkommen entspannt, und nun wird der Kolben 2 wieder über das Hebelsystem 3, 4, 10 und 11 nach oben gedrückt. Das Auslaßventil 13 öffnet sich, damit die Gase durch den Auspuffkanal 12 entweichen können. Gleichzeitig drückt die Steuernockenwelle 27 den Steuerhebel 26 aus der Stellung y2 heraus in die Stellung y1 , damit der Exzenter 24 kurzfristig die Stellung d. einnehmen kann.
Figur 12 zeigt den Hubkolbenmotor mit Tangentialantrieb zu Beginn der Ehase des Ansaugens bei Vollast. Der Kolben 2 hat die oberste Stellung x10 erreicht und sämtliche Gase ausgeschoben. Diese Stellung x10 ist identisch mit der Stellung x5 nach dem Ausschieben der Gase im Leerlauf aus Figur 8. Dies bedeutet, daß der Kolben 2 in jedem Eetriebszustand, ob Leerlauf, Teillast oder Vollast, die Abgase vollkommen ausschiebt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Steuernockenwelle 27 den Steuerhebel 26 aus seiner ursprüngliche! durch eine Rückstellfeder 54 bestimmten Stellung y2 kurzfristig in die Stellung y1 drückt, so daß der Exzenter 24 in die untere Stellung d1 kommt und dadurch den Kolben 2 durch das Hebelsystem 10, 11, 4 und 3 bis zum obersten Punkt drückt. Der Motor kann nun das neue Kraftstoff-Luftgemisch ansaugen, indem das Einlaßventil 14 öffnet und der entstehende Unterdruck auf die Steuermembran 32 so einwirkt, daß sie aus der Stellung f1 heruntergedrückt wird und die Steuerklappe öffnet.
Figur 13 zeigt eine weitere Ausführung des Hutkolbenmotors mit Tangentialantrieb in einem willkürlichen Betriebszustand und Arbeitstakt. Dieser Hubkolbenmotor unterscheidet sich von der Ausführung in Figur 1 dadurch, daß hier der Arbeitshub.im unteren Hubbereich beliebig verstellt werden kann und das Ablösesystem zur Rückführung des Kolbens 2 im Arbeitstakt zusammenklappt, so daß es wirkungslos ist.
Der Motor arbeitet wie folgt:
Der im Zylinder 1 befindliche Kolben 2 drückt über das Pleuel 3 den Freilaufhebel 44, der mit dem Freilauf 7 fest verbunden ist, tangential zur Antriebswelle 8 herunter und nimmt dabei den Freilauf 7 mit, so daß die Antriebswelle 8 rotiert. An dem Freilauf 7 befindet sich ebenfalls der Verbindungshebel 45, der die Verbindung zwischen Freilauf 7 und dem Ablösesystem darstellt. Das Ablösesystem besteht aus der Schubstange 46, welches mit dem Schubstangenlager 47 fest verbunden ist. In dem Schubstangenlager 47 befindet sich die Lagerscheibe 48 mit dem Exzenter 49, der in die Exzenterscheibe 50 eingreift und darin gelagert ist, so daß sich der Exzenter 49 in der Exzenterscheibe 50 drehen läßt. Die Exzenterscheibe 50 dreht sich wiederum durch die Triebkette 61 in dem Lager 51 und nimmt somit den Exzenter 49 mit der Lagerscheibe 48 ständig mit. Im den Kolben 2 in die jeweilige Arbeitsstellung zurückführen zu können, ist die Lagerscheibe 48 an der Kette 52 aufgehängt und in einem Punkt fest mit der Kette 52 verbunden. Dabei ist das eine Ehde der Kette 52 über die Feder 59 an der Federaufhängung 60 befestigt und das andere Ende der fette 52 hängt fest an der Kettenaufhängung 58. Durch diese Anordnung der Elemente 45, 46, 47, 48, 50, 51, 59 und 60 erhält man ein Ablösesystem, welches in sich zusamnenklappt, sobald der Kolben 2 Druck auf dieses System ausübt. Das .Ablösesystem wird ergänzt durch den Hubversteller 57, der das Kettenstück zwischen Kettenaufhängung 58 und Lagerscheibe 48 verkürzen und verlängern k-ann. Dadurch wird die Bahn der Lagerscheibe 48 verändert, wel ches sich dahingehend auswirkt, daß der Hub verstellt wird. Der Hubversteller 57 sorgt dafür, daß der Kolben 2 jeweils den erforderlichen Hub durchläuft und jeweils bis in die obere Ausgangsstellung gedrückt wird. Der üibversteller befindet sich in dem Verstellager 56, das dafür sorgt, daß der eingestellte Hub beibehalten wird. Die Welle 8, die Exzenterscheibe 50, die Lagerscheibe 7,0 mit dem Nocken 55 und der Nokken 71 sind durch Triebketten 61 und 75 miteinander verbunden, wobei das Übersetzungsverhältnis die Anzahl der lϊibe pro Umdrehung angibt. Diese Ausführung hat einen zweiten Zylinder 72 als eigentlichen Verdichtungs- und Verbrennungsraum, der oberhalb des Zylinders 1 sich im Zylinderkopf befindet. 3h diesem Zylinder 72 befindet sich ein Stellkolben 73, der über den Hebel 74 und den Nocken 71 jeweils im Auspufftakt bis unten gedrückt wird, so daß sämtliche Verbrennungsgase ausgeschoben werden können. Während des Ansaugtaktes geht der Stellkolben 73 in seine durch den Gashebel vorher bestimmte Ausgangsiage zurück. Durch einen derart im Zylinderkopf eingebauten Stellkolben 73 kann ein konstanter Verdichtungsenddruck im Zylinder im gesamten Drehzahlbereich des Motorsrerreicht werden. Da manuelles Verstellen, also Einstellen des Stellkolbens 73 auf jeden beliebigen Verdichtungsenddruck möglich ist, wird bei allen Drehzahlen höchste Verbrennungsgeschwindigkeit und niedrigster Kraftstoffverbrauch erreicht. Mit diesem System des Quetschraumes mit Arbeitskolben 2, der grundsätzlich immer bis dicht an den Zylinderkopf anläuft und nach unten seinen Hub im Leerlauf verkleinert, kann der Kolben 2 bei wachsender Drehzahl je nach Auslegung der Mechanik seinen Hu b um mehr als das doppelte vergrößern. Dagegen kann der Stellkolben 73 seinen Verdichtungsraum von Null auf seine größte Auslegung vergrößern. Der Nocken 55 läuft in der Innenbahn des Hubverstellers 57 ab, der im Schiebelager 56 verschoben und eingestellt wird, vom kleinsten bis zum größten Hub. Wird der Hubversteller 57 so weit in die Stellung verschoben, daß der Nocken 55 die Innenseite des Hubverstellers gerade noch berührt, so ist der kleinste Ηub des Kolbens 2 gegeben. Die Feineinstellung der Kette 52 erfolgt beim Lagerbock 58, wobei die Lagerscheibe 48 verstellt und eingestellt wird. Der Hubversteller 57 ist mit dem Gashebel so gekoppelt, daß durch Gaswegnehmen gegen die Kette gedrückt wird und beim Gasgeben von ihr weggeht. Dadurch wird der Kolben 2 in seiner unteren Stellung verschoben.
Das System sollte so ausgelegt sein, daß das Achslager 51, der Exzenter 49 und der Gelenkhebel 46 nie in einer Ebene liegen, damit es keinen Totpunkt gibt.
Figur 14 zeigt den Hutkolbenmotor mit Tangentialantrieb in der
Ausführung , daß sich das Ablösesystem direkt unter dem Pleuel 3 befindet. Die Wirkungsweise ist wie folgt :
Der im Zylinder 1 befindliche Kolben 2 drückt über das Pleuel 3 den Freilauf hebel 44 tangential zur Antriebswelle 8 herunter, nimmt dabei den Freilauf 7 mit, so daß die Antriebswelle 8 rotiert. Dabei rollt die Rolle 69 vollkommen frei entlang der sich ebenfalls rotierenden Kurvenscheibe 63. Erst bei der Rückführung des Kolbens 2 in seine Arbeitsstellung liegt die Rolle 69 auf der Kurvenscheibe 63 auf , so daß der Kolben 2 nach oben gedrückt wird. Die Kurvenscheibe 63 läßt sich durch den Exzenter 66 in der Exzenterwelle 65, die in dem Lager 64 gelagert ist, in der Höhe verstellen, so daß die Stellung des Kolbens 2 verändert werden kann. Die Höhenverstellung erfolgt nach demselben System wie ii Elgur 1. Die Zugfeder 68, ggf . auch eine Druckfeder, dient dazu, daß der Kolben 2 beim Ansaugen und bei einem eventuellen Zündausfall heruntergedrückt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verbrehnungskraftmaschine mit mindestens einem in einem Zylinder hin und her beweglichem Arbeitskol ben, dessen Bewegung über eine Pleuelstange eine sich in eine Richtung drehende Welle antreibt, mit mindestens einem Einlaßventil für das Kraftstoffgemisch oder direkter Zylindereinspritzung und einem Auslaßventil für das Abgas, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (8) ein Freilauf (7) angeordnet ist, dessen äußere Hülse über einen Freilaufhebel (4) mit dem Kolbenfernen Ende der Pleuelstange (3) verbunden ist, wobei der Freilauf (7) die Welle (8) bei den Arbeitstakten des Kolbens (2) mitdreht und sich öffnet, wenn sich der Kolben in den anderen Takten bewegt, und daß weiterhin eine Einrichtung oder Ablösesystem vorhanden ist, die den Kolben in den anderen Takten ( Ausscheiden der Abgase, Ansaugen und Verdichten) bewegt und direkt oder indirekt von der Welle (8) angetrieben wird.
2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösesystem so ausgestaltet ist, daß der Arbeitskolben (2) je nach Takt und Betriebszustand die optimalen Arbeitswege durchführen kann.
3. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösesystem so verstellbar ist, daß die Verbrennungsmaschine bei laufendem Motor dem jeweiligen Betriebszustand anpaßbar ist.
4. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösesystem aus einer mit der Antriebswelle (8) gekoppelten Steuerscheibe (5) besteht, welche eine elliptische Kαrve oder Führung (6) für alle vier Takte bei einer Undrehung aufweist, in der eine Nok kenrolle (9) mit dem Hebetsystem (10 und 11) geführt wird, welches den Kolben alle Takte durchlaufen läßt, die für den Lauf des Motors erforderlich sind.
5. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elliptische Kαrve (6) unterschiedliche Achsen aufweist, um die Bahn des Kolbens (2) dem jeweiligen Takt anzupassen, wobei bei dem eigent liehen Arbeitstakt die Nackenrolle (9) die Kurve oder Führung (6), um das Klemmen des Systems zu vermeiden, nicht berührt.
6. Verbrennvingskraftmaschine nach Anspruch 1 bis 4 da durch gekennzeichnet, daß die elliptische Kurve (6) in der Steuerscheibe (5) durch eine sich aus einer Mehrzahl von sich überlagernden Ellipsen ergebende Kurve ersetzt wird, die mehr als vier Takte pro ündrehung erbringt.
7. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösesystem aus einem Klappsystem ohne Totpunkt besteht, welches so gestaltet ist, daß dieses System beim Arbeitstakt in sich zusammenklappt und wirkungslos ist, sodaß die gesamte Ehergie über den Freilaufhebel (4) auf die Welle (8) übertragen werden kann, jedoch die Führung des Kolbens (2) für die anderen Takte ermöglicht.
8. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösesystem aus einem
Schubstangenlager (47) besteht, wobei die Schubstange (46) über einen Verbindungshebel (45) mit dem Freilauf (7) verbunden ist und das Schubstangenlager (47) eine Lagerscheibe (48) aufweist, an der fest verbunden ein Exzenter (49) angebracht ist, welcher wiederum gleichzeitig auch in der Exzenterscheibe (50) drehbar gelagert ist, so daß dieses Schubstangenlager (47), verbunden mit einer Steuerkette (52) eine bestimmte Bewegung beschreibt, die über die Schubstange (46) den Kolben (2) die erforderlichen Takte durchführen läßt.
9. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Übersetzungsverhält nis von Kelle (8) zur Exzenterscheibe (50) und der Scheibe (70) der Kolben (2) mindestens vier Takte pro Umdrehung durchführt.
10. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösesystem aus einer Kurvenscheibe 63 besteht, welche mit der Antriebswelle direkt oder indirekt betrieblich verbunden ist und sieb mit ihr im Gleichlauf befindet, wobei die Kurvenscheibe (63) unterhalb des Pleuels so angebracht ist, daß der Kolben (2) direkt wieder in die nächste Ausgangslage zurückgeführt wird.
11. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (63) derart gestaltet ist, daß der Kolben mindestens zwei Hübe pro Umdrehung vollführen kann.
12. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösesystem mechanisch oder hydraulisch oder auf sonstige Art in jedem Betriebszustand bei laufendem Motor so verstellbar ist, daß die Kolbenstellung (Hubgröße) an die Betriebsbedingungen optimal anpaßbar ist.
13. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Steuerhebel (26) und eine Kette (23) die Exzenterwelle (22) mit dem Exzenter (24) in dem Lagerbock (21) so verdreht werden kann, daß eine Hubverstellung des Kolbens (2) über das Hebelsystem (3, 4, 11 und 10) erfolgt, wobei das System des Steuerhebels (26) durch eine Steuernockenwelle (27) derart ergänzt wird, daß der Kolben jeweils im Auspufftakt bis in die oberste Stellung geführt wird.
14. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter dem Pleuel (3) befindliche Kurvenscheibe (63) zur Rückführung des Kolbens (2) so einstellbar ist, daß sich der Hub verändert und der Kolben (2) im Auspufftakt jeweils die oberste Stellung einnimmt.
15. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet , daß über ein Verstellsystem ( 55 , 56 , 57 und 70 ) die Bahn des Schubstangenlagers (47) so veränderbar ist, daß der Kolben (2) den für-den Betriebszustand optimalen Vfeg zurück legt und beim Auspuff- und beim Verdichtungstakt jeweils die oberste Stellung einnimmt.
16. Verbrennungskraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dosierungsdose (18) aufweist, die sich an dem Ein laßkanal (16) unmittelbar in der bähe des Einlaß ventils (14) befindet, um einen Teil des Kraftstoff-Luftgemisches anzusaugen und aufzunehmen, um es für den eigentlichen Arbeitstakt bereitzustellen und abzugeben und auch bei der Einlaßventilverstellung das überschüssige Kraftstoff-Luftgeπiisch aufzunehmen.
17. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierungsdose (18) aus einem Behälter mit einer darin befindlichen Ausgleichsrnembran (19) besteht, die durch eine Feder (20) so gehalten wird, daß sie das Kraftstoff-Luftgemisch ansaugt, aufnimmt und zum richtigen Zeitpunkt abgibt, sowie bei der Einlaß ventilverstellung das über.schüssige Kraftstoff-Luftge misch aufnimmt.
18. Verbrennv-ngskraftma≤chine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Ansaugkanal ( 16 ) ein inneres Ansaugrohr ( 15 ) direkt vor dem Einlaßventil ( 14 ) befindet, welches durch das Ansaugrohrventil ( 17 ) geöffnet werden kann, um dem Motor je nach Eedarf ein größeres Kraftstoff Luf tgemisch mit der entsprechenden Luf tgeschwindig i keit zuzuführen.
19. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohrventil (17) ent sprechend dem Betriebszustand von Leerlauf bis
Vollast gesteuert wird.
20. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich vor dem Vergaser ein Luftdosierungsgerät (31,32)
(Figur 3) befindet, welches dem Motor unabhängig von dem Luftdruck in dem Frischluftkanal (28) vor dem Luftdosierungsgerät die jeweils erforderliche Menge Frischluft entsprechend dem Betriebs zus'tand zuteilt.
21. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Luftdosierungsgerät (31, 42) eine in dem Frischluftkanal (28) befindliche Steuerklappe (29) aufweist, die sich durch ein Steuersystem entsprechend der Höhe des Unterdrucks hinter der Steuerklappe (29) öffnet.
22. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine in dem Membrangehäuse (31) befindliche Steuermembran (32) über die Gelenkstange (33) die Steuerklappe (29) dadurch öffnet, daß bei entstehendem Unterdruck vom Motor aus dem Membrangehäuse (31) durch die Öffnung (30) Luft angesaugt wird, die die Steuermembran (32) so verschiebt, daß sie über die Gelenkstange (33) die Steuerklappe (29) öffnet.
23. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermembran (32) mit einer Höhendose (38 ) gekoppelt ist, die gegen den atmosphärischen Außendruck ver schlössen ist, so daß bei sich änderndem Außendruck die Höhenmembran (39) auf die Gelenkstange (33) einwirkt, um die Luftmenge entsprechend zu dosieren.
24. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftdosierungsgerät über die Feder (35) so einstellbar ist, daß dem Motor je nach Kraftstoffart die erforderliche Menge Frischluft zugeführt wird.
25. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (14) so steuerbar ist, daß es im Leerlauf länger geöffnet werden kann als bei Vollast.
26. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Nockenwelle (40) und dem Einlaßventil (14) ein Kurvenschlitten (41) angebracht ist, der entsprechend dem Betriebszustand so verschiebbar ist, daß das Einlaßventil (14) im Leerlauf länger geöffnet bleibt als bei Vollast.
27. Verbrennungskraftiπaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Zylinderkopf ein Stellkolbεn (73) (Figur 13) befindet, der über einen Hebel (74) und einen Nocken (71) oder eine sonstige Verstellung jeweils im Auspufftakt bis unten gedrückt wird, und der die Verdichtungshöhe den Betriebsbedingungen optimal anpaßt.
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