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DE20221732U1 - Hybrid 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoffeinblasung und Benzineinspritzung - Google Patents

Hybrid 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoffeinblasung und Benzineinspritzung Download PDF

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DE20221732U1
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    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
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Abstract

Hybrid 2/4 Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff-Einblasung und Benzin-Einspritzung insbesondere ohne den Kurbelkasten als Vorverdichtungsraum mit einem Zylinder (2) mit 3 Übertrömkanälen (10) und einem Kolben (3) mit zwei Kolbenböden jeweils mit einem Ölabstreifring (4) und einem Kompressionsring (5), im Volumen axial verstellbar, Vorverdichtungsraum (7) und den Brennraum (1) abdichtet. Der Kolbenbozen (9) mit dem rechtwinkligem Gelenklager (13) und der Gelenklagerung (11) der Nadellagerung (15) die Pleuelstange (14) mit einer Passung H6 mit der Kurbelwelle (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverdichtungsraum (7) im Zylinder keine Verbindung mit dem Kurbelgehäuse (12) hat. Dadurch kann man eine Druckölschmierung im Kurbelkasten verwenden. Es ist für diesen 2/4 Axialkolbenverbrennungsmotor kein Kraftstoff-Öl-Gemisch mehr notwendig.

Description

  • 1
  • Der Hybrid 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff-Einblasung und Benzin-Einspritzung (nachfolgend mono genannt) nach dem Oberbegriff des Kennzeichens 1. Ein derartig konstruktierter mono wird ohne Fremdschmierung gefahren. Und daß ist nach dem bisherigen Stand der Technik, ohne einer Vorverdichtung im Kurbelkasten nicht bekannt. Eine Druckumlaufschmierung ist nur in einem drucklosen Kurbelgehäuse möglich. Ansprüche 1. bis 5. Um ein positives Spülgefälle zu erzeugen ist eine Spülpumpe erforderlich. In den bisher bekannten Bauformen wurde hierzu das Kurbelgehäuse verwendet.
  • In der Erfindung wird nun der Raum (7) dafür verwendet. Dieser Raum ist axial im Volumen ververstellbar, der Brennraum über Überströmkanäle befüllt wird. Die Steurung erfolgt hierbei vom Kolben selbst, indem dieser Aus-und Einlaßkanal sowie die 3 Überströmkanäle überfährt und so öffnet und schließt. Einfache Motorsteurung, da auf Ventile ganz verzichtet werden kann da der Ausstoß-und Ansaugtakt entfällt.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen axial zur Kurbelwelle angeordneten Zylinder der einen Kolben mit zwei Kolbenböden hat, und an jedem Kolbenboden einen Kopressionsring, einen Ölabstreifring, zum Brennraum oder zum Vorverdichtungsraum hin trägt. So ist das Kurbelkasten abgedichtet. Damit geeignet für einen 2 Takt Motor als auch für einen 4 Takt Motor, Kompressor oder Pumpe für Gase und Flüssigkeiten.
  • Der nadelgelagerte Kolbenbolzen ist tangential durch eine Öffnung im Kolben und Zylinder mit dem Gelenklager nach Kennzeichen (13) in einer Passung H6 und Nadellager (15) für Längst-und Drehbewegung mit der Kurbelwelle (16) verbunden.
  • Das Gelenklager (13) ist kuglig gelagert
  • Die Erfindung wird nachstehend an drei Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen beschrieben.
  • Hier zeiget 1. Die einzelnen Schritte laufen teilweise parallel ab, denn die gesamte Prozedur findet während einer einzigen Undrehung der Kurbelwelle statt. Dabei werden alle Schritte in zwei Takte unterteilt. Der erste Takt beinhaltet alle Abläufe, die während der Aufwärtsbewegung des Kolbens (von UT (7) nach OT (1) erfolgen. Der zweite Takt umfaßt die Abläufe, welche der Abwärtsbewegung des Kolbens (OT nach UT) erledigt werden.
  • 1. Takt – Verdichten und ansaugen:
    • – Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird zunächst der Überströmkanal, später die Aus laßöffnung verschlossen.
    • – Während der weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder weiter verdichtet und kurz vor Erreichen des oberen Totpunkts bereits entzündet.
    • – Im Vorverdichtungsraum am anderen Ende des Kolbenbodens wir neues Frischgas durch den Einlaßkanal angesaugt. Die Befüllung muß nun nicht mehr durch die Kurbelkastenpumpe geleistet werden.
  • 2. Takt – Arbeiten, vorverdichten, überströmen und auslassen:
    • – Der Kolben durchläuft den oberen Totpunkt. Die Zündkerze entzündet das Gemisch im Brennraum über dem Kolben (1). Durch die Temperaturerhöhung steigt der Druck im Brennraum. Der Kolben bewegt sich nach unten und verrichtet dabei mechanische Arbeit.
    • – Im Raum am anderen des Kolben wird das angesaugte Frischgas durch Bewegung des Kolbens verdichtet dieser Raum (7) kann axial verstellt werden. (dient der Motorabstimmung) notwendig
    • – Im unteren Teil der von der Kolbenkante überstrichenen Zylinderfläche liegen in der Zylinderwand die 3 Überströmkanäle und die Auslaßöffung (8). Während der letzten Phase der Kolbenabwärtsbewegung werden die Auslaßöffung und die 3 Überströmkanäle freigegeben.
  • Das unter Druck stehende Frischgas strömt vom Vorverdichtungsraum (7) durch die Überströmkanäle (10) in den Zylinder und spült das verbrannte Abgas durch die Auslaßöffnung in den Aupufftrakt hinaus.
  • Die Steurung erfolgt durch das öffnen und schließen der Kanäle
  • Dieser Zweitaktmotor ist ein Resonanzsystem, dessn Leistungsentfaltung von den Schwingungseigenschaften der verwenderten Gase Wasserstoff und Benzin abhängig ist. Bereits beim Ansaugvorgang werden die Resonanzeigenschaften des Frischgases ausgenutzt. Die Frischgase strömen während der Bewegung des Kolben in den Vorverdichtungsraum (7) wobei alleine die Massenträg heil der Gase dafür sorgt, daß es bei der Bewegung in Richtung Raum (7) des Kolben nicht wieder herausgedrückt wird.
  • Beim Außlass-Vorgang kann die Schwingung der Abgase durch geeignete Gestaltung der Auspuffanlage besonders effektiv genutzt werden.
  • 2
  • Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Vier Takt mono Motors soll nicht mehr an Beispielen des der Technik bekannten 4 Takt Motors erläutert werden.
  • Da der Kurbeltrieb mit der Druckölschmierung erhalten bleiben, werden nur der Zylinder (23) in 2 ausgetauscht und der Ventilsteurung (20) mit den Königswellen montiert. Der Sinn der Erfindung ist, das Gas-Luft-Gemisch in den Kanälen (21) angesaugt wird und in (22) gezündet und der Arbeitstakt wieder voll nach 180 Grad Kurbelwellenumdrehung zur Verdichtung im Raum (24) genutzt werden kann. Damit wird eine höhere Motorleistung erreicht.
  • 3
  • Wie in 2 beschrieben, bleibt der Kurbelkasten mit dem Kolben erhalten, nur der Zylinder (43) die Zylinderköpfe (42) wird ausgetauscht und die Ventile (40) und (49) eingesetzt.
  • Ein Elektromotor mit der Kurbelwelle verbunden, bildet eine Antriebseinheit füt Gase und Flüssigkeiten.

Claims (5)

  1. Hybrid 2/4 Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff-Einblasung und Benzin-Einspritzung insbesondere ohne den Kurbelkasten als Vorverdichtungsraum mit einem Zylinder (2) mit 3 Übertrömkanälen (10) und einem Kolben (3) mit zwei Kolbenböden jeweils mit einem Ölabstreifring (4) und einem Kompressionsring (5), im Volumen axial verstellbar, Vorverdichtungsraum (7) und den Brennraum (1) abdichtet. Der Kolbenbozen (9) mit dem rechtwinkligem Gelenklager (13) und der Gelenklagerung (11) der Nadellagerung (15) die Pleuelstange (14) mit einer Passung H6 mit der Kurbelwelle (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverdichtungsraum (7) im Zylinder keine Verbindung mit dem Kurbelgehäuse (12) hat. Dadurch kann man eine Druckölschmierung im Kurbelkasten verwenden. Es ist für diesen 2/4 Axialkolbenverbrennungsmotor kein Kraftstoff-Öl-Gemisch mehr notwendig.
  2. 2/4 Takt Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff-Einblasung und Benzin-Injektor-Einspritzung (6) nach Anspruch 1 hat eine Druckölschmierung im Kurbelkasten und dadurch gekennzeichnt, daß über die Ölkanäle (44, 45, 46, 47 und 48) in 3 alle Lagerstellen mit Öl versorgt werden. Das garantiert eine umweltfreundliche Verbrennung und keine so starken Ölkohleablagerungen im Brennraum usw.
  3. Hybrid 2/4 Axialkolbenverbrennungsmotor für Wasserstoff-Einblasung und Bezin-Einspritzung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) nach 1 komplett gegen Zylinder (23) in 2 ausgetauscht wird. Die Ventilsteurung (20) mit Königswellen qualifiziert den Motor zu einem 4 Takt Motor mit Einblasung und Einspritzung in den Ansaugkanal (21). Der Sinn der Erfindung ist es, daß das Gas-Luft-Gemisch im Brennraum (21) ansaugt, im Raum (22) gezündet und der Arbeitstakt wieder voll nach 180 Grad Kurbelwellenumdrehung zur Verdichtung im Raum (24) genutzt wird. Damit erreicht man eine höhere Motorleistung.
  4. 2/4 Takt Axialkolbenmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstange (26) als Verbindung zum Kolbenbolzen (27) mit einer Passung H6 für Längst- und Drehbewegung (28) ausgelegt ist.
  5. 2/4 Takt Axialkolbenmotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) 1 komplett ausgetauscht werden kann, und Zylinder (43) in 3 mit entsprechenden Zylinderköpfen (42) als Kompressor, oder Pumpe verwendet wird. Der Kurbeltrieb (44, 45, 46, 47, 48) in 3 treibt die Ölpumpe für die Druckölversorgung an. Ein Elektromotor mit der Kurbelwelle verbunden, bildet dann eine Antriebseinheit als Kompressor für Luft und Kältemaschinen, oder auch Pumpen für Flüssigkeiten.
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