WO2015133916A1

WO2015133916A1 - Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: WO2015133916A1
Application number: PCT/PL2015/000026
Authority: WO
Inventors: Wojciech GAJ-JABŁOŃSKI
Original assignee: Gaj-Jabłoński Wojciech
Priority date: 2014-03-01
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2015-09-11
Also published as: PL407365A1

Abstract

Die Kraftmaschine wird zum Antrieb von Land-, Luft- und Wasserkraftfahrzeugen, als auch artverschiedenen Arbeitsmaschinen bestimmt. In der ersten Kraftmaschineausführung ist an das Gehäuse (1) ein Zylinder (2), der von unten mit einer Schottwand (3) verschlossen ist, befestigt. In der Mitte dieses Zylinders (2) befindet sich wenigstens ein Drucklufteinlasskanal (4) und wenigstens ein Abgasauslasskanal (5). In der oberen Zylinderwand (2) und in der Schottwand (3) sind paarweise eine Brennstoffeinspritzdüse (6) und ein Zündelement (7) lokalisiert. Inmitten der Schottwand (3) ist ein lineares Gleitlager (8) mit dem Abdichtungselement (9), durch das eine Stößelstange (10) geführt wird, befestigt. Oberes Endstück dieser Welle ist mit dem beidseitigen Kolben (11), dagegen sein unteres Endstück mit der sich im Kurbelgehäuse (12) befindlichen Pleuelstange (13), die dann mit der Kurbelkröpfung der Kurbelwelle (14) verbunden. In der anderen Kraftmaschineausführung sind an das Walzgehäuse (21) im siderischen System Zylinder (22) befestigt. Jeder der Zylinder - so wie in der ersten Ausführung - ist von unten mit der Schottwand (23) verschlossen, dagegen in der Mitte jedes Zylinders (22) befindet sich ein Drucklufteinlasskanal (24) und ein Abgasauslasskanal (25). In der oberen Wand jedes Zylinders (22) und in seiner Schottwand (23) sind paarweise eine Brennstoffeinspritzdüse (26) und ein Zündelement (27) lokalisiert. In jeder Schottwand (23) befindet sich ein lineares Gleitlager (28) mit dem Abdichtungselement (29) mit der durch dieses Gleitlager geführten Stößelstange (30), deren oberes Endstück mit dem beidseitigen Kolben (31) verbunden ist, dagegen sein unteres Endstück ist schwingend mit der Nebenpleuelstange (33) verbunden, die dann mit der Kurbelwelle (34) durch Vermittlung des Bolzens (35) im an der Kurbelkröpfung dieser Kurbelwelle angesiedelten Zwischenflansch (36) verbunden ist.

Description

Verbrennungskraftmaschine

Das Erfindungsgegenstand ist eine Verbrennungskraftmaschine, die zum Antrieb von Land-, Luft- und Wasserkraftfahrzeugen, als auch artverschiedenen Arbeitsmaschinen bestimmt ist.

Bekannt aus der Patentschrift US 6854429 ist der Verbrennungsmotor mit dem Kolben von beidseitiger Wirkung, der mindestens einen Zylinder mit dem innen platzierten doppelten symmetrischen Kolben, der den freien Zylinderraum in zwei Verbrennungskammer teilt, besitzt. Beidseitige Zylinderschließköpfe sind in Kraftstoffeinlass- und Abgasauslassventile und in ein Zündelement in Form von einer Zünd- oder Glühkerze ausgestattet. Im doppelten Kolben ist in einer der Seiten eine Stößelstange starr aufgesetzt, die durch ein abgedichtetes Loch in der den Zylinder vom Motorgehäuse abgesonderten Schottwand nach außen geführt wird. Das Endstück dieser Stößelstange ist mit dem Reglerbügel und der wieder mit dem Leistungsrelaisjoch verbunden, wobei an der Verbindungsstelle dieser beiden Bügel eine Schwinge des stabilisierenden Begrenzers, der von der anderen Seite mit dem Motorgehäuse verbunden ist, befestigt wird. Das Leistungsrelaisjoch ist an der anderen Seite mit der Kurbelwelle, die einen Teil des Kurbeltriebs bildet, verbunden. An einem Endstück des Kurbeltriebs befindet sich ein Schwungrad, und am anderen Steuerrad, die mittels des Steuerriemens mit der Nockenwelle verbunden sind. Das Ölkreislaufsystem im Schmierungssystem beruht auf der öleinlieferung zum zwi-schen der Walzenverengung mitten des Kolbens und dem mittleren Zylinderteil entstandenen Raum, wovon das Öl anschließend zur ölwanne mittels entsprechendem Ölrinnensystem im Kolbeninneren und dann mit der Nut, die in der Achse der Kolbenstange angebracht ist, verschoben wird. Die an der Nockenwelle befestigten Nocken steuern entsprechend über die Stößel Ventile der Zylinderschließköpfe in der Koppelung mit der Zündkerzenarbeit. Der Motor arbeitet im Viertaktmotorzyklus abwechselnd für jede von den Verbrennungskammern je 180 Grad der Kurbelwelledrehung.

In der ersten Motorvariante laut Erfindung ist an das Gehäuse ein Zylinder befestigt, der von unten mit einer Schottwand verschlossen ist. Dagegen in der Mitte dieses Zylinders befinden sich ein Drucklufteinlasskanal und ein Abgasauslasskanal. In der oberen Zylinderwand und in der Schottwand sind vorteilhaft paarweise mindestens eine Brennstoffeinspritzdüse und mindestens ein Zündelement in Form von einer Zünd- oder einer Glühkerze lokalisiert. Inmitten der Schottwand ist ein hitzebeständiges lineares Gleitlager befestigt, das von unten in ein Abdichtungselement ausgestattet ist. Durch lineares Gleitlager samt dem Abdichtungselement ist eine Stößelstange in Form von einer günstig geschleiften Stahlwelle geführt. Oberes Endstück dieser Welle ist starr mit dem beidseitigen hin- und hergehenden Kolben, dagegen sein unteres Endstück schwingend mit der sich im Kurbelgehäuse befindlichen Pleuelstange verbunden. Das andere Ende der Pleuelstange ist mit der Kurbelkröpfung der Kurbelwelle drehbar verbunden.

In der zweiten Motorvariante laut Erfindung sind an das Walzgehäuse drei Zylinder im siderischen System befestigt. Jeder der Zylinder ähnlich wie in der ersten Variante ist von unten mit der Schottwand verschlossen, dagegen in der Mitte jedes von ihnen befindet sich mindestens ein Drucklufteinlasskanal und mindestens ein Abgasauslasskanal. In der oberen Wand jedes Zylinders und in seiner Schottwand sind vorteilhaft paarweise mindestens eine Brennstoffeinspritzdüse und mindestens ein Zündelement in Form von einer Zünd- oder einer Glühkerze lokalisiert. Inmitten jeder Schottwand ist ein hitzebeständiges lineares Gleitlager befestigt, das von unten in ein Abdichtungselement ausgestattet ist. Durch lineares Gleitlager samt dem Abdichtungselement ist eine Stößelstange in Form von einer günstig geschleiften Stahlwelle geführt. Oberes Endstück dieser Welle ist starr mit dem beidseitigen hin- und hergehenden Kolben, dagegen sein unteres Endstück schwingend mit der sich im Kurbelgehäuse befindlichen Nebenpleuelstange verbunden. Diese Pleuelstange ist mit der Kurbelwelle durch Vermittlung des ihm zugeordneten Bolzen im an der Kurbelkröpfung dieser Kurbelwelle befestigten Zwischenflansch schwenkbar verbunden.

Ein der Lösungsvorteile laut Erfindung ist ein Zusammenschluss in sich selbst von positiven Merkmalen eines ventillosen Motors mit der bekannten Ausführung des Motors mit dem drinnen lokalisierten doppelten Kolben, der den freien Raum eines Zylinders in zwei Verbrennungskammer, in denen zwei Arbeitszyklen während der vollen Kurbelwellendrehung vorkommen, trennt. Ein anderer Vorteil dieser Lösung ist ein vollkommenes und wirksames Absperren der Zone der Zylinderbrennkammer vom Kurbelgehäuseraum, was ein Gelangen des Öls zu den ausgestoßenen Treibstoffverbrennungsprodukten verhindert. Im Zusammenhang damit gibt es kein Bedürfnis, das typisch gebrauchte Resonanzauspuffsystem zu verwenden. Es verursacht, dass die besprochene Kraftmaschine ein umweltfreundliches Gerät ist, das den höchsten Kriterien, die den Geräten dieser Art gestellt werden, entspricht. Ein weiteres Merkmal bei der Motorlösung laut Erfindung ist seine einfache Konstruktion, die nicht viele komplexe Zusatzelemente erfordert, darunter in Hinsicht auf erforderliche kleine Luftspannung zur Spülung des Zylinderraumes ist die Verwendung zu diesem Zwecke eines kleinen Ventilators statt des gewöhnlich gebrauchten Verdichters ausreichend. Das, als auch keine Notwendigkeit der Anwendung vom komplizierten Ventilarbeitsteuerungssystem, das in der bekannten Lösung verwendet wird, verursacht, dass der Motor laut Erfindung ein günstiges Verhältnis der Leistung zum Gewicht bewahrt. Deshalb eignet sich dieser Motor insbesondere - besonders in der Konfiguration des siderischen Motors - zur Ausnutzung in leichten Flugkonstruktionen, Motorbooten und in anderen ähnlichen Geräten. Außerdem kann die besprochene Kraftmaschine je nach dem verwendeten Zündelement praktisch mit jedem angewandten flüssigen oder gasförmigen Brennstoff, darunter mit Benzin oder Treibstoff gespeist werden.

Das Erfindungsgegenstand ist in Ausführungsbeispielen auf der Abbildung, wo die Fig. 1 den vereinfachten Schnitt des Einzylindermotors, dagegen die Fig. 2 den Verdichtungszyklus in der oberen und die Spülung der unteren Verbrennungskammer, die Fig. 3 den Motor im Kolbenarbeitsgang in der UT-Richtung und die Direkteinspritzung zu der unteren Verbrennungskammer, die Fig. 4 den Verdichtungszyklus im unteren Verbrennungskammer und die Spülung der oberen Verbrennungskammer, dagegen die Fig. 5 den Motor im Kolbenarbeitsgang in der OT-Richtung und die Direkteinspritzung zu der oberen Verbrennungskammer, außerdem die Fig. 6 den vereinfachten Schnitt des siderischen Motors, dagegen die Fig. 7 - ein seiner Zylinder vergrößert - darstellen, gezeigt worden.

Laut dem ersten in der Fig. 1 gezeigten Beispiel ist an das Gehäuse 1 ein Zylinder 2 befestigt, der von unten mit einer Schottwand 3 verschlossen ist. Dagegen in der Mitte dieses Zylinders befinden sich ein Drucklufteinlasskanal 4 und ein Abgasauslasskanal 5. In der oberen Zylinderwand 2 und in der Schottwand 3 sind paarweise eine Brennstoffeinspritzdüse 6 und ein Zündelement 7 in Form von einer Zündkerze lokalisiert. Inmitten der Schottwand 3 ist ein hitzebeständiges lineares Gleitlager 8 befestigt, das von unten in ein Abdichtungselement 9 ausgestattet ist. Durch lineares Gleitlager 8 samt dem Abdichtungselement 9 ist eine Stößelstange 0 in Form von einer geschleiften Stahlwelle geführt. Oberes Endstück dieser Welle ist starr mit dem beidseitigen hin- und hergehenden Kolben V\_, dagegen sein unteres Endstück schwingend mit der sich im Kurbelgehäuse 12 befindlichen Pleuelstange 13 verbunden. Die Pleuelstange 13 ist dann mit der Kurbelkröpfung der Kurbelwelle 14 drehbar verbunden.

Wie es aus dem zweiten in der Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel resultiert, sind an das Walzgehäuse 2Λ drei Zylinder 22 im siderischen System befestigt. Jeder der Zylinder 22 ist von unten mit der Schottwand 23 verschlossen, dagegen in der Mitte jedes von ihnen befindet sich ein Drucklufteinlasskanal 24 und ein Abgasauslasskanal 25. In der oberen Wand jedes Zylinders 22 und in seiner Schottwand 23 sind paarweise eine Brennstoffeinspritzdüse 26 und ein Zündelement 27 in Form von einer Zündkerze lokalisiert. Inmitten jeder Schottwand 23 ist ein hitzebeständiges lineares Gleitlager 28 befestigt, das von unten in ein Abdichtungselement 29 ausgestattet ist. Durch lineares Gleitlager 28 samt dem Abdichtungselement 29 ist eine Stößelstange 30 in Form einer geschleiften Stahlwelle geführt. Oberes Endstück dieser Welle ist starr mit dem beidseitigen hin- und hergehenden Kolben 3_1, dagegen sein unteres Endstück schwingend mit der sich im Kurbelgehäuse 32 befindlichen Nebenpleuelstange 33 verbunden. Diese Pleuelstange ist mit der Kurbelwelle 34 durch Vermittlung des ihm zugeordneten Bolzen 35 im an der Kurbelkröpfung dieser Kurbelwelle angesiedelten Zwischenflansch 36 schwenkbar verbunden.

Die Funktionsweise der Kraftmaschine laut der ersten Erfindungsausführung verläuft wie folgt: wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, zündet der verdichtete Treibstoff im Zylinderraum 2 über dem Kolben H, der die obere Verbrennungskammer bildet, vom Funken der oberen Zündkerze 7 in der Nähe des OT und erfolgt der Kolbenarbeitstakt Jl nach unten in die Richtung des Kurbelgehäuses 12. Im Moment der vollkommenen Überdeckung vom Kolben 1_1 des Drucklufteinlasskanals 4 und des Abgasauslasskanals 5 wird zum Zylinderraum unter dem Kolben

11, der die untere Verbrennungskammer bildet, das Treibstoff von der unteren Brennstoffeinspritzdüse 6, wie die Fig. 3 darstellt, geliefert, der während des weiteren Kolbengangs 1 nach unten verdichtet wird. Gleichzeitig erfolgt die Eröffnung durch den Kolben H des Drucklufteinlasskanals 4 und des Abgasauslasskanals 5, infolge deren die zum oberen Zylinderteil 2 mit dem Drucklufteinlasskanal 4 zugeführte Luft aus ihm die dort entstandenen Abgase durch den Abgasauslasskanals 5 abstoßt. Im Laufe des Gelangens des Kolbens H in die Nähe des UT, wie es in der Fig. 4 gezeigt wird, erfolgt die Zündung des dort zugeführten Treibstoffes zum Funken der unteren Zündkerze 7, und dann der Kolbenarbeitstakt H nach oben in die Richtung des Kurbelgehäuses

12. Im Moment der vollkommenen Überdeckung vom Kolben H des Drucklufteinlasskanals 4 und des Abgasauslasskanals 5 wird zum Zylinderraum über dem Kolben H, das Treibstoff von der oberen Brennstoffeinspritzdüse 6, wie die Fig. 5 darstellt, zugeführt. Im weiteren Kolbengang H nach oben erfolgt die Verdichtung des Treibstoffes im oberen Zylinderteil 2 und gleichzeitig die Spülung mit der durch den Drucklufteinlasskanals 4 zugeführten Luft des unteren Teils des Zylinderraumes 2, was auf der Fig. 2 sichtbar wird, und dann wiederholt sich der Motorarbeitszyklus. Die hin- und hergehende Bewegung des Kolben H wird durch die Stößelstange 10 auf die Pleuelstange 13 übertragen, die dann durch die Kurbelkröpfung der Kurbelwelle 14 diese Welle in die Drehbewegung bringt. Die Stößelstange 10 bewegt sich im in der Schottwand 3 befestigten linearen Gleitlager 8 im großen Abschnitt des gegenseitigen Kontakts mit dem Lager, was eine stabile Standhaltung der geradlinigen Bewegung der Stößelstange 10 gewährleistet, und außerdem bei der Unterstützung des leicht austauschbaren Abdichtungselement 9 eine gute Abdichtung des Durchgangs der Stößelstange 10 durch die Schottwand 3 erlaubt. Es entscheidet darüber, dass ein wirksames Absperren der Zylinderkammer 2 vom Kurbelgehäuse 12 für das Durchdringen des sich dort befindlichen Öls gewährleistet wird.

Die Funktionsweise der Kraftmaschine laut der zweiten Erfindungsausführung ist ähnlich wie in der oben beschriebenen ersten Ausführung bis auf ein Unterschied, dass in ihr dieselben Prozesse gleichzeitig in drei Zylinder - verschoben gegenseitig in der Phase um den Winkel von 120° - auftreten. In dieser Kraftmaschine wirken sich die Stößelstangen 30 in entsprechender Reihenfolge auf ihre Nebenpleuelstangen 33 aus, die mithilfe der an der Kurbelkröpfung dieser Kurbelwelle angesiedelten Zwischenflansch 36 diese Kurbelwelle in die Drehbewegung bringen. Auch in dieser Motorausführung laut Erfindung ist ein wirksames Absperren des Zylinderraumes 22 vom Raum des Kurbelgehäuses 32 gewährleistet, was das Bau eines leichten, starken und umweltfreundlichen Motors für viele Anwendungen ermöglicht.

Zur Schmierung des Kolben- und Kurbeltriebs der gegenständlichen Kraftmaschine wird ein separates aus Viertaktmotoren bekanntes Schmierungssystem verwendet.

Claims

Ansprüche

1. Die Verbrennungskraftmaschine, die das Gehäuse mit dem Kurbeltrieb und wenigstens einen mit ihm verbundenen Zylinder mit dem innen lokalisierten beidseitigen hin- und hergehenden Kolben, der den freien Zylinderraum in zwei Verbrennungskammer teilt, mit der an einer der Seiten befestigten Stößelstange, deren Endstück außerhalb die Zylinderkammer hinausgeht, die überdies Zündelemente und Elemente der Einführung des Treibstoffes in die Verbrennungskammer enthält, wird dadurch charakterisiert, dass der an das Gehäuse (1) befestigte Zylinder (2) von unten mit einer Schottwand (3) verschlossen ist, dagegen in der Mitte dieses Zylinders (2) sich mindestens ein Drucklufteinlasskanal (4) und mindestens ein Abgasauslasskanal (5) befinden. Außerdem sind in der oberen Zylinderwand (2) und in der Schottwand (3) vorteilhaft paarweise mindestens eine Brennstoffeinspritzdüse (6) und mindestens ein Zündelement (7) in Form von einer Zünd- oder Glühkerze lokalisiert. Zudem ist inmitten der Schottwand (3) ein lineares Gleitlager (8) befestigt, das von unten in ein Abdichtungselement (9) ausgestattet ist, durch das eine Stößelstange (10) vorteilhaft in Form von einer geschleiften Welle geführt wird. Oberes Endstück dieser Welle ist starr mit dem beidseitigen hin- und hergehenden Kolben (11), dagegen sein unteres Endstück schwingend mit der sich im Kurbelgehäuse (12) befindlichen Pleuelstange (13) verbunden, die dann mit der Kurbelkröpfung der Kurbelwelle (14) schwenkbar verbunden ist.

2. Die Verbrennungskraftmaschine, die das Gehäuse mit dem Kurbeltrieb und die mit ihm verbundenen Zylinder mit in innen lokalisierten beidseitigen hin- und hergehenden Kolben, die die freien Zylinderräume in zwei Verbrennungskammer teilen, mit den in den Kolben

an einer der Seiten befestigten Stößelstangen, die mit ihren Endstücken außerhalb die Zylinderkammer hinausgehen, die überdies Zündelemente und Elemente der Einführung des Treibstoffes in die Verbrennungskammer enthalten, enthält, wird dadurch charakterisiert, dass an das Walzgehäuse (21) wenigstens drei Zylinder (22) im siderischen System befestigt sind. Jeder der Zylinder ist von unten mit der Schottwand (23) verschlossen, dagegen in der Mitte jedes Zylinders (22) ist wenigstens ein Drucklufteinlasskanal (24) und wenigstens ein Abgasauslasskanal (25) lokalisiert. Außerdem sind in der oberen Wand jedes Zylinders (22) und in seiner Schottwand (23) vorteilhaft paarweise wenigstens eine Brennstoffeinspritzdüse (26) und wenigstens ein Zündelement (27) in Form von einer Zünd- oder Glühkerze lokalisiert, zudem ist inmitten jeder Schottwand (23) ein lineares Gleitlager (28) befestigt, das von unten in ein Abdichtungselement (29) ausgestattet ist. Durch lineares Gleitlager wird eine Stößelstange (30) in Form einer geschleiften Welle geführt. Oberes Endstück dieser Welle ist starr mit dem beidseitigen hin- und hergehenden Kolben (31), dagegen sein unteres Endstück schwingend mit der sich im Kurbelgehäuse (32) befindlichen Nebenpleuelstange (33) verbunden, die dann mit der Kurbelwelle (34) durch Vermittlung des ihm zugeordneten Bolzens (35) im an der Kurbelkröpfung dieser Kurbelwelle angesiedelten Zwischenflansch (36) schwenkbar verbunden wird.