WO2012062291A2 - Brennkraftmotor - Google Patents

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WO2012062291A2
WO2012062291A2 PCT/DE2011/050023 DE2011050023W WO2012062291A2 WO 2012062291 A2 WO2012062291 A2 WO 2012062291A2 DE 2011050023 W DE2011050023 W DE 2011050023W WO 2012062291 A2 WO2012062291 A2 WO 2012062291A2
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internal combustion
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cylinders
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Inventor
Peter-Bernhard Kathmann
Original Assignee
Seneca International Ag
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Classifications

    • 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
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • F02B33/22—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with pumping cylinder situated at side of working cylinder, e.g. the cylinders being parallel

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine having a first cylinder, a second cylinder whose piston moves approximately synchronously with the piston of the first cylinder with respect to the reversal points of its movement, and an upper flow connection between the expansion chambers of the cylinders which opens at the end of a compression stroke of the first cylinder.
  • the invention provides a new internal combustion engine with the features mentioned in the introduction, which is characterized in that the first cylinder is provided for operation in two cycles.
  • the first cylinder with compressed, possibly containing fuel air from the crankcase chambers of both cylinders can be charged.
  • a third cylinder is provided and between the first and third cylinder, a further, at the end of the compression stroke of the first cylinder opening upper flow connection is formed.
  • the first cylinder can then be further charged with possibly containing air-containing air from a crankcase chamber of the third cylinder.
  • crankcase chambers may be connected to each other and possibly merge into each other without a partition.
  • crankcase chamber of the first cylinder gradually connected to the crankcase chambers of the other cylinder.
  • the boost pressure in the crankshaft chambers of the cylinders can be varied, such variation being e.g. through a suction valve with variable flow cross section is feasible.
  • the top flow connection comprises a combustion chamber with its own devices for ignition and / or fuel supply.
  • the upper flow connection preferably widens inwards from its ends, resulting in a comparatively large combustion chamber volume.
  • the sparking space is arranged asymmetrically with respect to a plane of symmetry between the first and second cylinders and, in particular, offset toward the first cylinder. This arrangement favors in particular the inflow of gas from the expansion space of the first
  • end portions of the overflow connection expand toward the expansion spaces of the two cylinders, particularly in the manner of a Laval nozzle.
  • This measure promotes the overflow of hot combustion gases formed in the combustion chamber in the expansion chambers of the cylinder.
  • the combustion chamber is at least partially limited by a spherical surface, which favors the spread and completeness of the combustion within the 8rennraums.
  • the overflow connection comprises a housing bounding the combustion chamber with a housing bottom having an inlet and outlet opening.
  • the housing is rotatable with alignment of the inlet and outlet openings with openings in the two end walls of the cylinder.
  • the bottom of the housing forms a rotary valve with the openings in the cylinders.
  • Fig. 1 an internal combustion engine according to the invention in a cut
  • FIG. 1 is a detail view of the internal combustion engine of Fig. 1,
  • Fig. 3 shows a further embodiment of an internal combustion engine in a partial sectional view
  • Fig. 4 shows the internal combustion engine of Fig. 1 with a changed arrangement, the cylinders connecting combustion chambers.
  • An internal combustion engine comprises a first cylinder 1, a second cylinder 2 and a third cylinder 3.
  • the cylinders 1 to 3 are arranged in a row with the first cylinder 1 in the middle.
  • Pistons 4 of the cylinders 1 to 3 are in driving connection with a crankshaft 5 in a crankshaft housing 6. Relative to their top and bottom dead center, all three pistons 4 are synchronized with each other.
  • the first cylinder 1 is provided with an igniter (not shown).
  • Each of the cylinders 1 to 3 has an inlet valve 7 and an outlet valve 8, respectively.
  • the valves 7,8 and the valve spool 10 of the upper flow connection 9 are actuated by a camshaft 1 1.
  • the residual volume of the expansion spaces of the outer cylinders 2 and 3 at the top dead center of the pistons 4 is reduced relative to the relevant residual volume of the middle cylinder 1.
  • the crankshaft housing 6 has two partitions 12 for the formation of three crankshaft chambers 13 to 15 each assigned to one of the cylinders 1 to 3. Each of the crankshaft chambers 13 to 15 is provided with an inlet valve 16 for optionally containing combustion air combustion air.
  • a connecting channel 17 extends with a valve 18, between the crankshaft chamber 15 and the crankshaft chamber 14, a connecting channel 19 with a valve 20th
  • a connecting passage 21 is further formed to the intake valves 7 of the cylinders 1 to 3.
  • the first cylinder 1 operates in two cycles. In the respective first cycle both the intake valve 7 in question and the outlet valve 8 of the cylinder 1 are opened when the piston stroke begins.
  • the exhaust valves 8 of the cylinders 2 and 3 are also open, the intake valves 7 are closed.
  • compressed air optionally containing fuel flows out of the crankshaft chamber 14 of the cylinder 1 through the intake valve 7 of the cylinder 1 into the expansion space of the cylinder 1.
  • Combustion gases still contained therein after the preceding power stroke are flushed out through the open exhaust valve 8 of the cylinder 1.
  • On the way of the piston 4 of the cylinder 1 to the top dead center first closes the exhaust valve 8 and then the Einiassventil 7 of the cylinder 1. Trapped, possibly fuel contained air is further compressed until the piston 4 of the cylinder 1 reaches top dead center. In the vicinity of the top dead center ignition takes place via not shown ignition means, possibly after a fuel injection.
  • ignited combustion gas flows over the overflow connections 9, 9' both into the cylinder 2 and into the cylinder 3 Clock during the downward movement of the piston, the hot gases expand in all three cylinders, wherein it contained heat energy is converted to a large proportion in mechanical work.
  • the cylinder 1 receives fresh air or a fuel-air mixture from the crankshaft chamber 14. If necessary, the valve 20 is actuated via an engine control device and via the connecting channel 19 also optionally contains air containing air from the crankshaft chamber 15 in the crankshaft chamber 14, so that there the pressure drop due Outflow of air through the connecting channel 21 is counteracted.
  • crankshaft chamber 13 can also be connectable via the connecting channel 17 and the valve 18. Another possibility would be a direct, provided with a valve connection between the crankshaft chamber 14 and the crankshaft chamber 13.
  • the Kurbelwellenkammem 13 to 15 could also be permanently in fluid communication with each other.
  • An internal combustion engine shown in FIGS. 3 and 4 comprises a series arrangement of a first cylinder 101, a second cylinder 102 and a third cylinder 103 of substantially identical construction to the first cylinder.
  • Pistons 104 of the cylinders 101, 102, 103 move one common to the three pistons Crankshaft (not shown) and run synchronously in the cylinders relative to their top and bottom dead center.
  • Each of the cylinders 101, 102, 103 has an intake valve 105 and an exhaust valve 106.
  • the valves 105, 106 are controllable by a camshaft (not shown).
  • the cylinder 102 is provided with an intake valve 120 and an exhaust valve 121.
  • this overflow connection comprises a housing 108 having a combustion chamber 109 with an approximately hemispherical boundary wall 1 10 forms. In a bottom wall 1 1 1 of the housing 108 openings 1 12 and 1 13 are introduced.
  • the overflow connection 107 or 107 'further comprises an ignition device 1 17.
  • the remaining volume of the expansion chamber of the cylinder 102 is smaller than the remaining volume of the expansion chambers of the cylinders 101 and 103.
  • the cylinders 101 and 103 to work 360 ⁇ offset in four bars.
  • the respective valves 105.106 and the relevant overflow connection 107, 107 ' are each closed. With appropriate modification, a two-stroke operation of the engine would be possible.
  • the exhaust valve 121 of the cylinder 102 is initially opened for the change of charge.
  • the inlet valve 120 is opened in a time-delayed manner, and fresh gas which purifies the combustion gases is temporarily supplied under pressure when the outlet valve 121 is further open until both the inlet valve 120 and the outlet valve 121 of the cylinder 102 are closed during the following compression stroke. On the remaining stroke to the top dead center then takes place in the cylinder 102, a compression.
  • the relevant overflow connection 107 opens by rotation of the housing 108 about the axis 1 14, and it penetrates from the cylinder 101 or cylinder 103 through the respective openings 1 13, 1 16 through fuel mixture and possibly through the openings 1 12,1 15 compressed air-exhaust gas mixture into the combustion chamber 109 a.
  • the combustion promoted by the spherical boundary wall 1 10, evenly spreads out within the combustion chamber 109 and progresses largely within the combustion chamber 109.
  • Hot combustion gases flow into both the expansion space of the cylinder 101 and cylinder 103 and the expansion space of the cylinder 102. By expanding in both expansion chambers, the thermal energy released by the combustion in the expanding gases is largely utilized for performing mechanical work.
  • the combustion chamber 109 is arranged asymmetrically with respect to a plane of symmetry 118 between the second cylinder 102 and the adjacent cylinder 101 or 103, ie, is displaced toward the cylinder 101 or 103. This arrangement facilitates the inflow of a larger amount of fuel mixture from the cylinder 101 and in the respective combustion chamber.
  • Both the spool and the rotatable housing could be actuated by a mechanism connected to a camshaft.
  • an electromechanical drive would alternatively be used for rotation of the housing 8.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brennkraftmotor mit einem ersten Zylinder (1), einem zweiten Zylinder (2), dessen Kolben (4) sich bezogen auf die Umkehrpunkte seiner Bewegung etwa synchron mit dem Kolben (4) des ersten Zylinders (1) bewegt und einer am Ende eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders (1) öffnende Überströmverbindung zwischen den Expansionsräumen der Zylinder (1, 2). Erfindungsgemäß ist der erste Zylinder zum Betrieb in zwei Takten vorgesehen. Vorzugsweise ist der erste Zylinder mit verdichteter, ggf. Kraftstoff enthaltender Luft aus Kurbelwellenkammern beider Zylinder (1, 2) aufladbar.

Description

Beschreibung:
SENECA International AG, L-1 140 Luxembourg (Luxembourg)
„Brennkrgftmotor"
Die Erfindung betrifft einen Brennkraftmotor mit einem ersten Zylinder, einem zweiten Zylinder, dessen Kolben sich bezogen auf die Umkehrpunkte seiner Bewegung etwa synchron mit dem Kolben des ersten Zylinders bewegt, und einer am Ende eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders öffnende Oberströmverbindung zwischen den Expansionsräumen der Zylinder.
Brennkraftmaschinen mit diesen Merkmalen gehen aus der US 4,503,8)6 sowie der WO 2008/101495 hervor. Durch Vergrößerung des Expansionsvolumens bei Zuschaltung des zweiten Zylinders lässt sich ein höherer Anteil der bei der Kraftstoffverbrennung erzeugten Wärme in mechanische Arbeit umsetzen und damit Kraftstoff einsparen.
Durch die Erfindung wird ein neuer Brennkraftmotor mit den eingangs erwähnten Merkmalen geschaffen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Zylinder zum Betrieb in zwei Takten vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist der erste Zylinder mit verdichteter, ggf. Kraftstoff enthaltender Luft aus Kurbelgehäusekammern beider Zylinder aufladbar. Zweckmäßig ist ein dritter Zylinder vorgesehen und zwischen dem ersten und dritten Zylinder ist eine weitere, am Ende des Verdichtungstakts des ersten Zylinders öffnende Oberströmverbindung gebildet. Vorteilhaft lässt sich der erste Zylinder dann femer mit ggf. Kraftstoff enthaltender Luft aus einer Kurbelgehäusekammer des dritten Zylinders aufladen.
Die Innenräume der Kurbelgehäusekammern können miteinander verbunden sein und ggf. ohne Trennwand ineinander übergehen.
Zweckmäßig ist bei vorhandener Trennwand die Kurbelgehäusekammer des ersten Zylinders stufenweise mit den Kurbelgehäusekammern der weiteren Zylinder verbindbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung lässt sich der Ladedruck In den Kurbelwellenkammern der Zylinder variieren, wobei eine solche Variation z.B. durch ein Ansaugventil mit variablem Strömungsquerschnitt durchführbar ist. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Oberströmverbindung einen Brennraum mit eigenen Einrichtungen zur Zündung oder/und Kraftstoffzuführung.
Durch diese Ausbildung der Überströmverbindung mit einem Brennraum, in welchem der zugeführte Kraftstoff bereits zu einem großen Anteil verbrennt, erhöht sich nochmals deutlich der Wirkungsgrad des Brennkraftmotors.
Zur Bildung des Brennraums weitet sich vorzugsweise die Oberströmverbindung von ihren Enden her nach innen hin auf, so dass sich ein verhältnismäßig großes Brennraumvolumen ergibt.
In weiterer Ausgestaltung ist der ßrennraum in Bezug auf eine Symmetrieebene zwischen dem ersten und zweiten Zylinder asymmetrisch angeordnet und insbesondere zum ersten Zylinder hin versetzt. Diese Anordnung begünstigt insbesondere das Einströmen von Gas aus dem Expansionsraum des ersten
Zylinders in den Brennraum.
In einerweiteren Ausführungsform weiten sich Endabschnitte der Überströmverbindung zu den Expansionsräumen der beiden Zylinder hin auf, insbesondere in der Art einer Lavaldüse. Diese Maßnahme fördert das Überströmen der im Brennraum gebildeten heißen Verbrennungsgase in die Expansionsräume der Zylinder. Zweckmäßig ist der Brennraum wenigstens teilweise durch eine Kugelfläche begrenzt, welche die Ausbreitung und Vollständigkeit der Verbrennung innerhalb des 8rennraums begünstigt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Überströmverbindung ein den Brennraum begrenzendes Gehäuse mit einem eine Ein- und Auslassöffnung aufweisenden Gehäuseboden.
Vorzugsweise ist das Gehäuse unter Ausrichtung der Ein- und Auslassöffnung mit Öffnungen in den beiden Stirnwänden der Zylinder drehbar. Vorteilhaft bildet der Boden des Gehäuses mit den Öffnungen in den Zylindern ein Drehschieberventil.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispieien und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Brennkraftmotor in einer geschnittenen
Teildarstellung,
Fig. 2 eine Detailansicht des Brennkraftmotors von Fig. 1 ,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Brennkraftmotor in einer geschnittenen Teildarstellung, und
Fig. 4 den Brennkraftmotor von Fig. 1 mit geänderter Anordnung die Zylinder verbindender Brennräume. Ein Brennkraftmotor umfasst einen ersten Zylinder 1 , einen zweiten Zylinder 2 und einen dritten Zylinder 3. Die Zylinder 1 bis 3 sind in einer Reihe mit dem ersten Zylinder 1 in der Mitte angeordnet. Kolben 4 der Zylinder 1 bis 3 stehen in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle 5 in einem Kurbelwellengehäuse 6. Bezogen auf ihren oberen und unteren Totpunkt laufen alle drei Kolben 4 miteinander synchron.
Der erste Zylinder 1 ist mit einer (nicht gezeigten) Zündeinrichtung versehen.
Jeder der Zylinder 1 bis 3 weist jeweils ein Einlassventit 7 und ein Auslassventil 8 auf. Sowohl zwischen dem ersten und zweiten als auch dem eßten und dritten Zylinder befindet sich je eine Überströmverbindung 9 bzw. 9' mit einem Ventilschieber 10. Die Ventile 7,8 und der Ventilschieber 10 der Oberströmverbindung 9 werden durch eine Nockenwelle 1 1 betätigt.
Wie die Figuren erkennen lassen, ist das Restvolumen der Expansionsräume der äußeren Zylinder 2 und 3 am oberen Totpunkt der Kolben 4 gegenüber dem betreffenden Restvolumen des mittleren Zylinders 1 verringert.
Das Kurbelwellengehäuse 6 weist zwei Trennwände 12 zur Bildung von drei je einem der Zylinder 1 bis 3 zugeordneten Kurbelwellenkammem 13 bis 15 auf. Jede der Kurbelwellenkammern 13 bis 15 ist mit einem Einlassventil 16 für ggf. Kraftstoff enthaltende Verbrennungsluft versehen.
Zwischen der Kurbelwellenkammer 13 und der Kurbelwellenkommer 15 verläuft ein Verbindungskanal 17 mit einem Ventil 18, zwischen der Kurbelwellenkammer 15 und der Kurbelwellenkammer 14 ein Verbindungskanal 19 mit einem Ventil 20.
Von der Kurbelwellenkammer 14 des Zylinders 1 ist ferner ein Verbindungskanal 21 zu den Einlassventilen 7 der Zylinder 1 bis 3 gebildet. Im Betrieb des vorangehend beschriebenen Brennkraftmotors arbeitet der erste Zylinder 1 in zwei Takten. Im jeweils ersten Takt sind bei einsetzendem Kolbenhub sowohl das betreffende Einiassventil 7 als auch das Auslassventil 8 des Zylinders 1 geöffnet. Die Auslassventile 8 der Zylinder 2 und 3 sind ebenfalls offen, deren Einlassventile 7 geschlossen.
Ober den Verbindungskanal 21 strömt aus der Kurbelwellenkammer 14 des Zylinders 1 komprimierte, ggf. Kraftstoff enthaltene Luft durch das Einiassventil 7 des Zylinders 1 hindurch in den Expansionsraum des Zylinders 1 ein. Darin nach dem vorangehenden Arbeitstakt noch enthaltene Verbrennungsgase werden durch das offene Auslassventil 8 des Zylinders 1 hindurch ausgespült. Auf dem Weg des Kolbens 4 des Zylinders 1 zum oberen Totpunkt schließt zunächst das Auslassventil 8 und dann das Einiassventil 7 des Zylinders 1. Eingeschlossene, ggf. Kraftstoff enthaltene Luft wird weiter komprimiert, bis der Kolben 4 des Zylinders 1 den oberen Totpunkt erreicht. In der Nähe des oberen Totpunkts erfolgt die Zündung über nicht gezeigte Zündmittel, ggf. nach einer Kraftstoffeinspritzung.
Auf dem Weg der Kolben 4 der Zylinder 2 und 3 zum oberen Totpunkt wird das Einiassventil 7 des Zylinders 2 und des Zylinders 3 ggf. kurz geöffnet und es strömt In diesem Fall vorübergehend unter Druck Frischluft in den betreffenden Zylinder ein, die für eine Ausspülung von Restgasen sorgt. Die Auslassventile 8 der Zylinder 2 und 3 werden spätestens am oberen Totpunkt geschlossen. Danach werden durch Betätigung der Ventilschieber 10 beide Überströmverbindungen 9,9' geöffnet, und es strömt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, gezündetes Verbrennungsgas Ober die Überströmverbindungen 9,9' sowohl in den Zylinder 2 als auch in den Zylinder 3. Im zweiten Takt bei der Abwärtsbewegung des Kolbens dehnen sich die heißen Gase in allen drei Zylindern aus, wobei darin enthaltene Wärmeenergie zu einem großen Anteil in mechanische Arbeit umgesetzt wird.
Der Zylinder 1 erhält Frischluft oder ein Kraftstoffluftgemisch aus der Kurbelwellenkammer 14. Im Bedarfsfall wird über eine Motorsteuerungseinrichtung das Ventil 20 betätigt und über den Verbindungskanal 19 gelangt zusätzlich ggf. Kraftstoff enthaltende Luft aus der Kurbelwellenkammer 15 in die Kurbelwellenkammer 14, so dass dort dem Druckabfall infolge Ausströmung von Luft durch den Verbindungskanal 21 entgegengewirkt wird.
Stufenweise kann ferner die Kurbelwellenkammer 13 über den Verbindungskanal 17 und das Ventil 18 zuschaltbar sein. Möglich wäre auch eine direkte, mit einem Ventil versehene Verbindung zwischen der Kurbelwellenkammer 14 und der Kurbelwellenkammer 13. Die Kurbelwellenkammem 13 bis 15 könnten auch dauerhaft miteinander in Strömungsverbindung stehen.
Eine in Fig. 3 und 4 gezeigte Brennkraftmaschine umfasst eine Reihenanordnung aus einem ersten Zylinder 101 , einem zweiten Zylinder 102 und einem dritten, mit dem ersten Zylinder weitgehend baugleiche Zylinder 103. Kolben 104 der Zylinder 101 ,102, 103 bewegen eine den drei Kolben gemeinsame Kurbelwelle (nicht gezeigt) und laufen in den Zylindern bezogen auf ihren oberen und unteren Totpunkt synchron. Jeder der Zylinder 101.102, 103 weist ein Einlassventil 105 und ein Auslassventil 106 auf. Die Ventile 105,106 sind durch eine (nicht gezeigte) Nockenwelle steuerbar. Der Zylinder 102 ist mit einem Einlassventil 120 und einem Auslassventil 121 versehen. Zwischen dem Zylinder 102 und den Zylindern 101 , 103 ist jeweils eine Überströmverbindung 107 bzw. 107' vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst diese Überströmverbindung ein Gehäuse 108, das einen Brennraum 109 mit einer etwa halbkugelförmigen Begrenzungswand 1 10 bildet. In eine Bodenwand 1 1 1 des Gehäuses 108 sind Öffnungen 1 12 und 1 13 eingebracht.
Durch Drehung des Gehäuses 108 um eine den Kugelmittelpunkt schneidende Achse 1 14 lassen sich die Öffnungen 1 12, 1 13 zu Öffnungen 1 15 und 1 16 in der stimseitigen Zylinderwand der benachbarten Zylinder 100,102 bzw. 102,103 ausrichten. Die Bodenwand 1 1 1 bildet mit den Öffnungen 1 15,1 16 in der Zylinderwand ein Drehschieberventil. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weiten sich die Öffnungen 1 15,1 16 zum Expansionsraum der betreffenden Zylinder hin in der Art einer LavaldOse auf.
Die Überströmverbindung 107 bzw. 107' umfasst ferner eine Zündeinrichtung 1 17. Am oberen Totpunkt der Kolben 104 ist das verbleibende Volumen des Expansionsraums des Zylinders 102 kleiner als das Restvolumen der Expansionsräume der Zylinder 101 und 103. im Motorbetrieb arbeiten die Zylinder 101 und 103 um 360 · versetzt in vier Takten. In den Verdichtungstakten der Zylinder 101 und 103 sind die betreffenden Ventile 105.106 und die betreffende Überströmverbindung 107, 107' jeweils geschlossen. Bei entsprechender Modifikation wäre auch ein Zweitaktbetrieb des Motors möglich. In der letzten Phase des Expansionshubs wird für den Ladungswechsel zunächst das Auslassventil 121 des Zylinders 102 geöffnet. Zeitversetzt öffnet das Einlassventil 120, und es wird bei weiter geöffnetem Auslassventil 121 unter Druck vorübergehend Verbrennungsgase ausspülende Frischluft zugeführt, bis sowohl beim folgenden Kompressionshub das Einlassventil 120 als auch das Auslassventil 121 des Zylinders 102 geschlossen werden. Auf der bis zum oberen Totpunkt verbleibenden Hubstrecke erfolgt dann auch im Zylinder 102 eine Verdichtung.
Beim oberen Totpunkt öffnet die betreffende Überströmverbindung 107 durch Drehung des Gehäuses 108 um die Achse 1 14, und es dringt vom Zylinder 101 bzw. Zylinder 103 durch die betreffenden Öffnungen 1 13, 1 16 hindurch Kraftstoffluftgemisch und ggf. durch die Öffnungen 1 12,1 15 hindurch verdichtetes Luft-AbgasGemisch in den Brennraum 109 ein. Nach Zündung durch die Zündeinrichtung 1 17 breiiet sich die Verbrennung, begünstigt durch die kugelförmige Begrenzungswand 1 10, innerhalb des Brennraums 109 gleichmäßig aus und schreitet innerhalb des Brennraums 109 weitgehend voran. Heiße Verbrennungsgase strömen sowohl in den Expansionsraum des Zylinders 101 bzw. Zylinders 103 als auch den Expansionsraum des Zylinders 102. Durch Ausdehnung in beiden Expansionsröumen wird die durch die Verbrennung frei werdende Wärmeenergie in den sich ausdehnenden Gasen weitgehend zur Verrichtung mechanischer Arbeit genutzt. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist der Brennraum 109 in Bezug auf eine Symmetrieebene 1 18 zwischen dem zweiten Zylinder 102 und dem benachbarten Zylinder 101 bzw. 103 asymmetrisch angeordnet, d.h. zum Zylinder 101 bzw. 103 hin verschoben. Diese Anordnung erleichtert die Einströmung einer größeren Menge an Kraftstoffluftgemisch vom Zylinder 101 bzw. in den betreffenden Brennraum.
Abweichend von den beschriebenen Ausführungsbeispielen könnte die Zufuhr von Kraftstoff durch Einspritzung in den Expansionsraum der Zylinder 101 und 103 oder/und direkt in den betreffenden Brennraum 109 erfolgen. Es versteht sich, dass anstelle des Drehschieberventils zum öffnen und Schließen der Überströmverbindung 107, 107' ein Schieber benutzt werden könnte.
Sowohl der Schieber als auch das drehbare Gehäuse könnten durch einen mit einer Nockenwelle verbundenen Mechanismus betätigt werden. Insbesondere zur Drehung des Gehäuses 8 wäre alternativ ein elektromechanischer Antrieb verwendbar.

Claims

Patentansprüche:
1. Brennkraftmotor mit einem ersten Zylinder ( 1 ) , einem zweiten Zylinder (2) , dessen Kolben (4) sich bezogen auf die Umkehrpunkte seiner Bewegung etwa synchron mit dem Kolben (4) des ersten Zylinders (1 ) bewegt, und einer am Ende eines Verdichtungstakts des ersten Zylinders (1 ) öffnenden Überströmverbindung (9) zwischen den Expansionsräumen der Zylinder ( 1 ,2), dadurch gekennzeichnet
dass der erste Zylinder ( 1 ) zum Betrieb in zwei Takten vorgesehen ist. 2. Brennkraftmotor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Zylinder (1) mit verdichteter, ggf. Kraftstoff enthaltender Luft aus Kurbelgehäusekammern (13,14) beider Zylinder (1 ,
2) auf ladbar ist.
3. Brennkraftmotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein dritter Zylinder (3) vorgesehen und zwischen dem ersten Zylinder (1) und dem dritten Zylinder (3) eine weitere, am Ende des Verdichtungstakts des ersten Zylinders (1 ) öffnende Überströmverbindung (9) vorgesehen ist.
4. Brennkraftmotor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Zylinder (1 ) ferner mit ggf. Kraftstoff enthaltender Luft aus einer Kurbelwellenkammer (15) des dritten Zylinders (3) aufladbar ist.
5. Brennkraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der maximale Ladedruck in den Kurbelweilenkammern (13 bis 15) der Zylinder (1 bis 3) variierbar ist.
6. Brennkraftmotor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ladedruck durch ein Ansaugventil (16) mit variablem Strömungsquerschnitt variierbar ist.
7. Brennkraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kurbelwellenkammer (14) des ersten Zylinders (1) stufenweise mit Kurbelwellenkammern (13,15) weiterer Zylinder (2,3) verbindbar ist.
8. Brennkraftmotor mit einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Überströmverbindung (107) einen Brennraum (109) mit eigenen Einrichtungen (1 17) zur Zündung oder/und Kraftstoffzuführung umfasst.
9. Brennkraftmotor noch Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Überströmverbindung (107) zur Bildung des Brennraums (109) von den Enden her nach innen hin aufweitet.
10. Brennkraftmotor nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet.
dass der Brennraum (109) in Bezug auf eine Symmetrieebene (1 18) zwischen dem ersten Zylinder (101) und dem zweiten Zylinder (102) asymmetrisch angeordnet ist.
11. Brennkraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich Endabschnitte der Überströmverbindung (107) zu den Expansionsräumen der beiden Zylinder (101,102) hin aufweiten, Insbesondere in der Art einer Lavaldüse.
12. Brennkraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Brennraum (109) wenigstens teilweise durch eine kugelförmige Fläche (1 10) begrenzt ist.
13. Brennkraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Überströmverbindung (107) ein den Brennraum (109) begrenzendes Gehäuse (108) mit einem eine Einlassöffnung (105) und eine Auslassöffnung (106) aufweisenden Gehäuseboden (1 1 1) umfasst.
14. Brennkraftmotor nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (108) unter Ausrichtung der Einlassöffnung (105) und der Auslassöffnung (106) zu Öffnungen (1 15,1 16) in den beiden Zylindern (101,102) drehbar ist.
PCT/DE2011/050023 2010-06-18 2011-06-17 Brennkraftmotor WO2012062291A2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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