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DE102017008704A1 - Ein Takt Motor - Google Patents

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DE102017008704A1
DE102017008704A1 DE102017008704.0A DE102017008704A DE102017008704A1 DE 102017008704 A1 DE102017008704 A1 DE 102017008704A1 DE 102017008704 A DE102017008704 A DE 102017008704A DE 102017008704 A1 DE102017008704 A1 DE 102017008704A1
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DE
Germany
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piston
cylinder
engine
movement
realized
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Withdrawn
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DE102017008704.0A
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English (en)
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    • 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
    • F01B15/00—Reciprocating-piston machines or engines with movable cylinders other than provided for in group F01B13/00
    • F01B15/02—Reciprocating-piston machines or engines with movable cylinders other than provided for in group F01B13/00 with reciprocating cylinders
    • 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial 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
    • F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F01B7/02—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons
    • 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
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/26—Multi-cylinder engines other than those provided for in, or of interest apart from, groups F02B25/02 - F02B25/24

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Der Motor stellt einen Verbrennungsmotor dar, der als 1-Takt-Motor betrieben wird.Der Motor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben fest im Motor verbaut ist und der Zylinderkopf/Zylinderwand sich entlang des Kolbens vom UT (unterer Totpunkt) nach OT (oberer Totpunkt) bewegt.Der Kolben besteht auf mehreren Bauteilen und ist führend gelagert. Eine Kühlung wird mittels herkömmlicher Oldruckkühlung realisiert. Weiterhin wird eine Wasserkühlung des Motors implementiert.Ventilsteuerung, Einspitzdüse und Zyndkerzen werden im inneren des Kolbens platziert, sodass der Zylunderkopf/die Zylinderwand mit weniger Trägheitsmasse hin und her bewegt wird.Als weitere Besonderheit wird eine Längenveränderung des Kolbens realisiert, die eine Hubraumvariabilität ermöglicht.Der Komben wird auf beiden Seiten zur Erzeugung des Verbrennungsvolumens verwendet, sodass der Kolben im Zusammenhang mit der Steuerung der Peripherie sich immer auf einen Arbeitsgang (Explosion), bei jeder Bewegungsrichtung der Zylinderwand, befindet. Hiermit werden die Lertakte komplett vermieden und der Wirkungsgrad deutlich erhöht.Die Zylinderwand dient gleichzeitig als Vorverdichtung der Ansaugluft und auch noch Verdränfung der Abgase als Huilfe für ein sehr schnelles Ansaugen und Austoßen. Diesen Vorgang ermöglichen die integrierten zusätzlichen Zylinder, die von der Nockenwelle mit angesteuert werden. Ein zusätzliches Ventil auf der gegenüberligenden Seite der Ventilsteuerung ermöglicht eine Einlass des vorverdichteten Luftgemisches.

Description

  • Die Erfindung stellt einen Verbrennungsmotor dar, der als 1 Takt-Motor betrieben wird.
  • Der Motor ist dadurch gekennzeichnet, dass er bei jede Kolbenbewegung mindestens einen Arbeitstakt pro Bewegung generiert und keine Leertakte enthält
  • Die Besonderheit liegt darin, dass der Kolben fest im Motor unbeweglich verbaut ist und der Zylinderkopf/Zylinder sich auf dem Kolben bewegt von UT nach OT.
  • Der Kolben besteht aus mehreren Bauteilen und ist führend gelagert. Eine Kühlung wird mittels herkömmlicher Öldruckkühlung realisiert
  • Weiterhin werden Ventilsteuerung, Einspritzdüse und Zündkerze im Inneren des Kolbens platziert, sodass der Zylinderkopf mit weniger Trägheitsmasse hin und her bewegt wird
  • Als weitere Besonderheit wird eine Längenveränderung des Kolbens realisiert die eine Hubraumvariabilität gewährleistet.
  • Der Kolben wird auf beide Seiten verwendet, sodass dieser sich immer auf einen Arbeitstakt sich befindet. Somit hat der Motor keine Leertakte und kann den Wirkungsgrad deutlich erhöhen.
  • Die Zylinderwand dient gleichzeitig als Vorverdichtung der Ansaugluft und Verdrängung der Ausstoßluft als Hilfe für ein sehr schnelles Ansaugen und Ausstoßen. Diesen Vorgang ermöglichen die integrierten Zylinder die von der Nockenwelle angesteuert werden, ein zusätzliches Ventil auf der gegenüberliegenden Seite der Ventilsteuerung, um dadurch gleichzeitig auch ein Ruckartiges Ansaugen und Ausstoßen ermöglichen
  • Bezugszeichenliste
    • 1, MVL3
    Motorventil links 3
    2, MVL2
    Motorventil links 2
    3 MVL1
    Motorventil links 1
    4, ZKL
    Zündkerze links
    5, EDL
    Einspritzdüse links
    6, BPL
    Bewegungsplatte links
    7, PSA1
    Pleulstangenanbindung 1
    8, ZL1
    Ansaugzylinderventil links 1
    9, NW
    Nockenwelle
    10, ZR1
    Ansaugzylinderventil rechts 1
    11, BPR
    Bewegungsplatte rechts
    12, ZWR1
    Zylinderwand 1 rechts
    13, MVR1
    Motorventil rechts 1
    14, ZKR
    Zündkerze rechts
    15, DER
    Einspritzdüse rechts
    16, MVR2
    Motorventil rechts 2
    17, KO
    Kompressor
    18, ZLWR2
    Zylinderwand 2 rechts
    19, MVR3
    Motorventil rechts 3
    20, LF
    Ansaugluftsystem
    21, A
    Auspuff
    22, LK
    Ladeluftkühlung
    23, DRR1,2,3
    Dichtringe rechts 1 bis 3
    24, DRR4,5
    Dichtringe rechts 4 bis 5
    25, TL
    Turbolader
    26, AKSR
    Ausstoßklappe rechts
    27, ZR2
    Ausstoßzylinderventil rechts
    28, M
    Elektromotor
    29, KH1
    Kipphebel 1
    30, KH2
    Kipphebel 2
    31, SM
    Schaltmuffe für Hubraumvolumenveränderung
    32, ZL2
    Ausstoßzylinderventil links
    33, AKSL
    Ausstoßklappe links
    34, PSA2
    Pleulstangenanbindung 2
    35, DRL4,5
    Dichtringe links 4 bis 5
    36, DRL1,2,3
    Dichtringe links 1 bis 3
    37, ZWL1
    Zylinderwand 2 links
    38, ZWL2
    Zylinderwand 2 links
    39, UTL
    Unterer Totpunkt links
    40, OTL
    Oberer Totpunkt likks
    41, UTR
    Unterer Totpunkt rechts
    42, OTR
    Oberer Totpunkt rechts
    43, AL
    Abgase-Luftsystem
    44, VRL
    Vorverdichtungsraum links
    45, VRR
    Vorverdichtungsraum rechts
    46, BRR
    Brennraum rechts
    47, BRL
    Brennraum links
    48, HR2
    Variable Hydrostößel
    49, HR1
    Variable Hydrostößel
    50, HL1
    Variable Hydrostößel
    51, HL2
    Variable Hydrostößel
    52, HPR
    Halteplatte
    53, HPL
    Halteplatte
  • Zylinderwandbewegung von rechts nach links (1 Arbeitstakt)
  • Rechte Seite des Kolbens Linke Seite des Kolbens
    1X Ansaugen 1XArbeiten
    1XVerdichten 1XVorverdichten
    ½ Ausstoßen
  • Mittels Kompressor ((17, KO) oder Turbolader (25, TL) wird durch das Ansaugluftsystem (20, LF) Ansaugluft in Ansaugzylinderventil rechts (10, ZR1) befördert. Der Ansaugzylinderventil rechts (10, ZR1) wird von der Nockenwelle gesteuert (9, NW), die mittels Zahnrad angetrieben wird und drückt die Ansaugluft durch die Ventile (13, MVR1), die von der Nockenwelle (9, NW) geöffnet werden, im Brennraum (45, VRR). Dieser Vorgang generiert das Ansaugen innerhalb kürzester Zeit ohne, dass der Kolben ein komplettes Hub bewegt werden muss.
  • Synchron wird auf der linken Hälfte des Kolbens die Zündkerze (4, ZKL) gezündet und die bereits verdichtete Luft aus (44, VRL) im Brennraum (47, BRL) gezündet. Durch die Bewegung des Zylinderblocks von (39,UTL) nach (40, OTL) wird der Arbeitstakt realisiert und gleichzeitig eine Vorverdichtung der Luft im Vorverdichtungsraum (44, VRL) realisiert.
  • Eine definierte Zeit bevor die Zylinderwand ihre Endbewegung erreicht wird durch Kontakt an der zweiten Zylinderwand (38, ZWL2) das Ventil (1, MVL3) geöffnet, das Ausstoßventil (2, MVL2) von der Nockenwelle anschließend auch geöffnet und gleichzeitig auch das Ausstoßzylinderventil links (32, ZL2) so bewegt, dass ein Unterdruck entsteht und somit ein sehr schneller Vorgang des Ausstoßens ermöglich wird (hierfür wird kein Arbeitstakt benötigt sondern nur eine definierte Zeit vor OT und kurz nach OT). Die Entstehung des Unterdruckes wird durch die Klappe Ausstoßklappe links (33, AKLS) ermöglicht. Die Klappe wird automatisch geöffnet wenn (32, ZL2) in gegengesetzter Richtung von der Nockenwelle gesteuert wird und dadurch die Ausstoßluft in Richtung Turbolader (35, TL) oder Auspuff (21,A)befördert wird. Dieser Vorgang generiert das Ausstoßen innerhalb kürzester Zeit ohne, dass der Kolben ein komplettes Hub bewegt werden muss.
  • Zylinderwandbewegung von links nach rechts (1 Arbeitstakt)
  • Rechte Seite des Kolbens Linke Seite des Kolbens
    1XArbeiten 1X Ansaugen
    1XVorverdichten 1XVerdichten
    ½ Ausstoßen
  • Da der Kolben samt Ventilsteuerung und Kurbeltrieb sowie Zylinderwand und Peripherie symmetrisch aufgebaut wiederholt sich die Beschreibung mit Ausnahme, dass die linke und rechte Seite vertauscht werden
  • Der Kolben ist so konstruiert, dass dessen Länge einstellbar ist und damit eine gesteuerte Variabilität der Brennräume (46, BRR und 47, BRL) realisiert wird. Die variablen Hydrostößel (48, HR1; 49, HR2; 50,HL1; 51,HL2) ermöglichen eine Ventilsteuerung bei gleichzeitiger Bewegung der Außenseite des Kolben währen der Hubraumveränderung. Die variablen Hydrostößel werden mit Öldruck betrieben und sind so konstruiert, dass Sie in der Länge veränderbar sind. Die Steuerung der Kolbenverlängerung wird von den Kipphebeln (29,KH1 und 30,KH2) ermöglicht die von einer auf der Nockenwelle (9, NW) zentrieren Schaltmuffe (31, SM) gesteuert werden. Die Schaltmuffe wird vom Motor (28, M) bedarfsgerecht gesteuert. Eine anderweitige Steuerung ist auch denkbar.
  • Die Kipphebeln verschieben die Bewegungsplatte (11,BPR und 6,BPL) und dadurch die Halteplatte (52, HPR und 53 HPR) nach unten bzw. nach oben bewegt. Die Bewegung nach oben wird zusätzlich durch die Explosionskraft im Brennraum unterstützt

Claims (13)

  1. Feststehender Kolben und bewegliche Peripherie, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben fest verbaut ist und keine Bewegung erfährt um die Takte zu realisieren.
  2. Integrierte Ventilsteuerungen im Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kolbens die Ventile und Öffnungen für die Luftversorgung und Entsorgung konstruiert sind
  3. Integrierte Zündkerze und Einspritzventil im Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze und das Einspritzventil eine Platzierung innerhalb des Kolbens erfahren.
  4. Integrierte Hubraumvariabilität durch integrierte Kolbenverlängerung und Verkleinerung dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kolbens eine Steuerung mittels Nockenwelle angebracht wurde die den Kolben in seine Länge variieren kann
  5. Feststehender Kolben auf beiden Seiten nutzbar zur Brennraumerzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennraumbildung auf beiden Seiten eines feststehenden Kolbens realisiert wurde
  6. Beweglicher Zylinder und Zylinderkopf, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinderkopf samt eine besondere Ventilsteuerung auf einem feststehenden Kolben in zwei entgegengesetzte Richtungen bewegt wird.
  7. Unterschiedliche Takte pro Kolbenbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Bewegung des Zylinderkopfes von oberem Totpunkt nach unterem Totpunkt mehrere unterschiedliche Takte realisiert werden z. Bsp. Ansaugen, Ausstoßen, Arbeiten, Vorverdichten
  8. Feststehender Kolben der mindestens einen Arbeitstakt (Explosion) generiert bei jede Bewegungsrichtung des Zylinders dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kolben mindestens 2 Arbeitstakte (Entzündung des Gemisches) pro Kurbelwellenumdrehung generiert werden
  9. Ansaugen per Zwang durch zusätzliche Druckzylinder dadurch gekennzeichnet, dass die angesaugte Luft zusätzlich der Komprimierung mittels Kompressor und/oder Turbolader eine Zwangs-Befüllung erfährt, die mittels Druckzylinder realisiert wird die von der Nockenwelle mitgesteuert werden.
  10. Ausstoßen per Zwang durch zusätzliche Saugzylinder dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestoßene Luft zusätzlich der Komprimierung mittels Kompressor und/oder Turbolader ein Zwangs-Abzug erfährt, die mittels Druckzylinder realisiert wird die von der Nockenwelle mitgesteuert < werden und für einen Unterdruck im Ausstoßsystem sorgt
  11. Variabilität des Kolbens durch Längenausgleich zur Hubraumveränderung, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrostößel so konstruiert sind, dass sie mittels Öldruck ein Längenunterschied bildet können, damit die Ventile keine Nachteile bei Hubraumveränderung erfahren
  12. Brennraum umhüllt durch mehrere bewegliche Zylinderwände die die Generierung von unterschiedlichen Takten ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass durch mehrere Zylinderwände eine Mehrzahl an Takten pro Bewegungsrichtung des Kolbens generiert wird (z. B. Verdichten und Vorverdichten)
  13. Feststehender Kolben ohne Leertakte, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bewegungsrichtung des Zylinderblocks mindestens ein Arbeitstakt (Zündung des Gemisches) generiert und damit Keine Leertakte entstehen
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112112730A (zh) * 2020-09-22 2020-12-22 东风汽车集团有限公司 一种对置式燃油发电机的运动结构及燃油发动机

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