DE19909045C2

DE19909045C2 - Zwischen-Vollhub Gaswechselverfahren für ventillose Gegenkolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19909045C2
Application number: DE1999109045
Authority: DE
Inventors: Bernhard Huser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: DE19909045A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gaswechselverfahren für eine Viertakt- Gegenkolben-Brennkraftmaschine gemäß des Anspruchs 1.

Bei Brennkraftmaschinen dieser Bauart beschränkt sich der Kolben hubweg jeweils hälftig auf die Zylinderlaufbahn, konstruktionsbe dingt ist dadurch nur eine Arbeitsweise nach dem 2-Takt Verfahren möglich, wobei die effektive Schlitzsteuerung die nachteiligen Spülverluste in Kauf nehmen muß. Dichtprobleme wie hoher technischer Aufwand erschweren dagegen einen ventillosen Ladewechsel nach dem 4-Takt Verfahren bei normalen Hubkolben-Motoren.

Aus der DE 573 156 A geht eine Viertakt-Gegenkolben-Brennkraft maschine hervor. Bei dieser Maschine sind jedoch zusätzliche Organe für die Steuerung des Gaswechsels erforderlich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit den Vorteilen einer ventillosen Gaswechselsteuerung eine Anwendung nach dem 4-Takt-Prinzip bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen durch einfachsten Aufbau zu erreichen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich das Zylindergehäuse, im offenen Innenkreis einer umlaufenden Kurvenscheibe befindet und die den jeweiligen Kolben zugeordnete Kurvenbahn deren Hubbewegung bestimmen. An einem Hubende des Zylinders ist die Einlaßöffnung, am gegenüber liegenden Hubende die Auslaßöffnung, mittig der Verdichtungsraum mit einer Öffnung für die Zündquelle. Das Öffnen und Schließen der Kanäle erfolgt durch die Kolben in deren Hubabfolge.

Durch die Erfindung wird vorteilhaft ein ventilloser Gaswechsel im 4-Takt-Verfahren gesteuert, bei der keine Abgase sich leistungsmindernd mit den Frischgasen vermengen, keine Frischgase ausgespült werden und keine Hitze abstrahlenden Steuermechanismen das Ladevolumen reduzieren.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungs-Gegenstandes kann die Innenkurvenscheibe als Rotor eines Notstrom-Aggregats ausgebildet sein, alternativ als Antrieb für Kleinkrafträder dienen.

In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 den Motor in Vorderansicht im Schnitt

Fig. 2a) bis e) Folgedarstellungen der Kolben beim Gaswechsel

Fig. 3 die Innenkurvenscheibe in Vorderansicht

Fig. 4 den Motor in Draufsicht im Schnitt

Im offenen Innenkreis einer Innenkurvenscheibe (7) befindet sich das Zylindergehäuse (1) eines Gegenkolben-Arbeitszylinders. Der Zylindermantel des Arbeitszylinders (1) ist mit den Öffnungen für Einlaß (2), für Auslaß (3) und für die Aufnahme einer Zündquelle (4) bzw. für ein Einspritzorgan durchbrochen.

Die Innenkurvenscheibe (7) rotiert um die Längsachse des Zylinders (1), der ausgehend von seinen beiden Enden bis in Höhe des OT Kreisdurch messers (15, 16) der Kurvenbahnen (8, 9) zum freien Durchlauf der Innen kurvenscheibe (7) geschlitzt (29) ist.

Zur Abnahme, Übertragung und Lagerung der Drehkräfte ist die Kurven scheibe (7) an ihren linken und rechten Außen-Ringflächen mit Mitnehmer flanschen (10) durch Schraubverbindung kraftschlüssig gekoppelt. Die Mitnehmerflansche (10) übernehmen die Achslagerung (11) der Innenkurvenscheibe (7) am Zylindergehäuse (1).

Zum Durchlauf der Kurvenbahn (9) ist der auslaßseitige Kolben (6) am Kolbenhemd in Breite der Kurvenbahn-Scheibenstärke geschlitzt. Die Schlitzhöhe (27) ergibt sich aus der Hubstellung Kolben zu Kurven bahn-Durchmesser während ihres rotierenden Begegnungs-Abschnittes. Gleiches gilt für den einlaßseitigen Kolben (5) zur Kurvenbahn (8).

Ein Rollenlager mit Zwangssicherung (12) am Fuße der Kolben-Längshälfte verbindet kraftschlüssig den Kolben (5, 6) mit der Kurvenbahn (8, 9). Die Führungsnuten (28) mit den Bolzen (13) bilden die Gegendrehmoment- Stütze.

Ausgehend vom Zündpunkt (15) hält der einlaßseitige Kolben (5) nach seinem Arbeitshub (15 bis 17) den Einlaß (2) geschlossen, während der auslaßseitige Kolben (6) mit seinem Arbeitshub (16 bis 18) den Auslaß (3) öffnet und geöffnet hält (18 bis 20).

Ohne Gegendruck der Abgase übernimmt der einlaßseitige Kolben (5) den Auslaßhub (19 bis 21), der am UT (18) des auslaßseitigen Kolbens(6) endet.

In einem Zwischen-Vollhub (20, 22 und 21, 23) bewegen sich beide Kolben synchron zum UT (23) des einlaßseitigen Kolbens (5).

Während der einlaßseitige Kolben (5) den Einlaß öffnet und offen hält (23 bis 25), übernimmt der auslaßseitige Kolben (6) den Ansaughub (22 bis 24) vom UT (23) ausgehend.

Mit Schließen des Einlasses (2) beginnt der einlaßseitige Kolben (5) seinen Verdichtungshub (25 bis 15), während der auslaßseitige Kolben(6) erst nach einer Raststellung (24 bis 26) und erst bei geschlossenem Einlaß (2) seinen Verdichtungshub (26 bis 16) durchführt.

Bezugszeichenverzeichnis

1

Motor-Zylindergehäuse

2

Einlaß

3

Auslaß

4

Aufnahme für Zündquelle

5

auslaßseitiger Kolben

6

einlaßseitiger Kolben

7

Innenkurvenscheibe

8

Kurvenbahn für auslaßseitigen Kolben

9

Kurvenbahn für einlaßseitigen Kolben

10

Mitnehmerflansch

11

Innenkurvenscheibenlager

12

Rollenlager mit Zwangssicherung

13

Gegendrehmoment-Stütze am Kolben

14

Verdichtungsraum

15

Zünd OT einlaßseitiger Kolben

16

Zünd OT auslaßseitiger Kolben

17

Arbeits UT einlaßseitiger Kolben

18

Arbeits UT auslaßseitiger Kolben

19

Beginn Auslaßhub einlaßseitiger Kolben

20

Beginn Zwischen-Vollhub auslaßseitiger Kolben

21

Beginn Zwischen-Vollhub einlaßseitiger Kolben

22

Ende Zwischen-Vollhub auslaßseitiger Kolben

23

Ende Zwischen-Vollhub einlaßseitiger Kolben

24

Ende Saughub auslaßseitiger Kolben

25

Beginn Verdichtung einlaßseitiger Kolben

26

Beginn Verdichtung auslaßseitiger Kolben

27

Durchlaufnute am Kolben

28

Gegendrehmomentstütze am Zylinder

29

Durchlaufnute am Zylinder

Claims

1. Gaswechselverfahren für eine Viertakt-Gegenkolben-Brennkraft maschine mit
einem einlaßseitigen Kolben (5) und einem auslaßseitigen Kolben (6)
einer Innenkurvenscheibe (7) mit zwei getrennten Kurven bahnen (8, 9) wobei die erste Kurvenbahn (8) dem auslaßsei tigen Kolben (6) und die zweite Kurvenbahn (9) dem einlaß seitigen Kolben (5) zugeordnet sind und die Kurvenbahnen so gestaltet sind, daß der höchste OT (21) des einlaßseitigen Kolbens (5) unmittelbar in Nähe des tiefsten UT (18) des auslaßseitigen Kolbens (6) liegt und der Gaswechsel ohne zusätzliche Steuerorgane durchgeführt wird.

2. Gaswechsel-Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkurvenscheibe mit Mitnehmerflanschen (10) kraftschlüssig verbunden ist, sowie die Kraftabgabe und Achslagerung (11) der Kurvenscheibe (7) übernimmt.

3. Gaswechsel-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (5, 6) durch Nutkurven-Formpaarung (12) ihren Bewegungsablauf auf die ihnen zugeordneten Kurvenbahnen (8, 9) übertragen.

4. Gaswechsel-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubweg zu den Ladewechsel- Vorgängen mehrmals unterbrochen wird.

5. Gaswechsel-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der höchste OT (22) des auslaßseitigen Kolbens (6) unmittelbar in Nähe des tiefsten UT (23) des einlaßseitigen Kolbens (5) liegt und der Hub weg zu den Ladewechsel-Vorgängen mehrmals unterbrochen wird.

6. Gaswechsel-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kolben (5, 6) in einem Zwischen-Vollhub (21, 23/20, 22) synchron den Hub weg vom jeweils äußeren Totpunkt (18, 22) zum jeweils äußeren Totpunkt (21, 23) durchlaufen.