DE2300407A1 - Brennkraftmaschine mit mindestens zwei jeweils in einem gemeinsamen zylinder gegenlaeufig bewegbaren kolben - Google Patents

Description

• Zustellungsbevollmächtigter: siehe Vertreter T i t e 1 : "Brennkraftmaschine mit mindestens zwei jeweils in einem gemeinsamen Zylinder gegenläufig bewegbaren Kolben" Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei jeweils in einem gemeinsamen Zylinder gegenläufig bewegbaren Kolben sowie am Zylinder tJO].5-gesehenen Ein- und Auslaßöffnungen für Frischluft und .tXbgase, wobei die Mündungen der Öffnungen zum Zylinder durch die Kolben selbst auf- und zusteuerbar sind und die Einspritzung des Kraftsboffes in den Zylinder in einer Guerebene des Zylinders zwischen den Kolben erfolgt.
• Uni die Leistung einer Brannkraftmaschine zu erhöhen ist es bekannt, der Brennkraftmaschine entweder mehrere Zylinker zuzuordnen oder die Drehzahl der Brennkrci:tmaschine zu erhöhen. Trotz erhöhter Drehzahl ist es wiederum notwendig, die Verbrennungsluft in dem je.reiligen Zylinder schnell einzubringen, den Mischvorgang von Luft und Wraftstoff durchzuführen, den Kraftstoff in der entsprechenden Zündphase in Zylinder bzw. Brennraum einzuspritzen und nach erfolgter Verbrennung von Luft und Kraftstoff die Abgase aus dem jeweiligen Zylinder zu entfernen.
• Bei einer bekannten Brennkraftmaschine mit in einem Zylinder gegenläufig arbeitenden Kolben sind am Zylinder Ein-und Auslaßöffnungen vorgesehen, und es sind diese Öffnungen derart am Zylinder angebracht, daß die Verbrennungsluft beim Aufsteuern der Einlaßöffnung durch den Kolben selbst in den Zylinder einstramen bzw. nach Aufsteuern der Ausfaßöffnung wieder als verbranntes Abgas aus dem Zylinder ausströmen kann. Die Rinspritzung des Krafistoffes in den Zylinder erfolgt bei dieser Ausführung in der oberen Totpunktlage der Kolben und zwar in einem für beide Kolben gemeinsamen Brennraum. Da der Zugang zum Brennraum für die Einspritzung des Kraftstoffes freibleiben muß, muß entweder der Abstand der Kolben im oberen Totpunkt groß gehalten werden oder es müssen die Kolben mit Ausfräsungen ausgestattet sein, durch die der Kraftstoff in den Zylinder bzw. Trennraum eingespritzt werden kann. Durch diesen nutzlosen Verbrauch von Brennraumvolumen ergibt sich eine für die Verbrennung cies Kraftstoftes ungünstigere Brennraumform (vgl. DT-PS 512 362).
• Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Brennraum derart auszubilden, daß eine für die Verbrennung gidnstige Brannraumform geschaften wird, ohne die Kolben mit einer drallhindernden Ausnehmung bzw. Ausfräsung versehen zu l1üssen. Unter einer günstigen Brennraumform wird ein Brennraum verstanden, der den überwiegenden -nteil der Luft in dessen Zentrum konzentriert, wie dies beispielsweise bei einem linsenförmigen Brennraum der Fall ist.
• Gemäß der erfindung wird diese Aufgabe bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Ilittelachse des Zylinders zwecks Ausbildung eines Zuganges von der Düse zum Brennraum, am oberen Totpunkt der Kolben einen Knick aufweist, und daß ein durch die Ausklaffung der Kolben am oberen Totpunkt vorhandsnerSpalt, d.h. Zugang, einen von einer Düsenstelle zum Brennraum führenden Durchlaß für die Einspritzung des .raftstoffes bildet sowie zu beiden Seiten der Knickstelle jeweils die Ein- bzw. Auslaßkanäle vorgesehen sind.
• Durch diese Maßnahmen ist es möglich, nicht nur die Anfräsungen on den Kolben zu vermeiden7 sondern auch im Zylinder um dessen Längsmittelachse rotierende Kolben zu verwenden, die zudem das hbdichtproblem insbesondere bei einem Zweitakter erheblich vereinfachen. Außerdem werden durch die Knickstelle am Zylinder die Kolben so aufeinander bewegt, daß stets der Zugang zum Einspritien des Kraftstoffes in deren Brennraum frei bleibt. Auf diese Weise lassen sich insbesondere unterklüftete Brennräume, wie sie bei sehr hohen Motordrehzahlen erforderlich werden, verwenden. Mittels dieser Maßnahmen wird ferner das Zweitakt-Prinzip so verbessert, daß die dort angestrebte innere Auskühlung (InnenkWllung mittels Spülluft) des itotors durch besonders große Zeitquerschnitte für die Spülung erreicht wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine extrem stark geknickte Längsmittelachse nebst Zylinder mit zwei im Zylinder gegenläufig bewegbaren Kolben und Fig. 2 eine ausführliche konstruktive Gestaltung der gegenläufigen Kolben mit dem geknickten Zylinder nebst Kurbelwellen und Einspritzdüse.
• Die Längsmittelachse x eines Zylinders 1 für zwei gegenläufig darin bewegbaren Kolben 2 und 3 hat in der Zylindermitte eine Knickstelle y, und zwar derart, daß die beiden Kolbenstirnflächen 4, 5 in ihrem oberen Totpunkt einen keilförmigen Durchlaß bzw. Spalt 6 zur Düse 7 hin für die Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum 8 ergeben.
• Damit wird erreicht, daß der Kraftstoff auch in der oberen TotpunIlage der beiden Kolben 2, 3 noch durch den keilförmigen Spalt 6 in den hier vorzugsweise linsenförmig ausgeführten Brennraum 8 eingespritzt werden kann. Die leicht geknickte Längsmittelachse x verhindert außerdem das schlagartige Öffnen der Ein- und Auslaßöffnungen 9, 10 dadurch, daß die eine Kolbenkante (Kolben 2) etwas voreilt. Die Totpunktlage des Einlaßkolbens, d.h. des Kolbens 3 läuft um ca. 120 Kurbelwinkel (Kr) hinter dem Totpunlct des Ausleßkolbens 2 nach. Die Kolben 2, 3 nähern und entfernen sich dadurch im Brennzeitpunkt wesentlich langsamer, Wodurch mehr Zeit für eine angenäherte isochore (= Gleichraum-) Verbrennung bleibt. Dem gleichen Ziel dienen verschieden lang gewählte Kolbenhübe a, b von Ein- und Auslaßkolben 2,3.
• Um den Verschleiß der Kolben 2, 3 zu mindern, sind diese vorzugsweise über ein allseitig nachgebendes Gelenk 11 an deren Pleuel 12 angelenkt, wobei die Anlenkung des jeweiligen Kolbens 2 bzw. 3 über dessen Kolbenträger 12, 13 an einem kugelförmigen Kopf 14 des jeweiligen Pleuels 12 vorgesehen ist. Die Kolben 2, 3 selbst können an ihren zur Brennstelle bzw. Brennraum 8 weisenden1 Stirnseiten Brennraumeinsätze 15, 16 aufweisen, wobei diese Einsatze als Feuerplatten, sogenannte Glühteile, ausgeführt sein kömlen. Die dem Zuführen der Verbrennungsluft und dem hbführen der Verbrennungsgase dienenden Ein- und AuslaBöffzungen 9, 10 am Zylinder 1 sind vorzugsweise als steglose Ringöffrningen ausgeführt, die von den auf- und abgehenden Kolben 2, 3 schlitzgesteuert werden. Als Kolbenmantel kann hierbei vorzugsweise ein Hemd vorgesehen sein, wel-ches vom Kolbenkopf, d.h. Brennraumeinsatz 15 bzw. 16 bis annähernd zum gelenkigen Anschluß 11 des Kolbens 2 bzw. 3 an dessen Pleuel 12 reicht. Dieses Hemd 17 ist vorzugsweise als ein elastischer Dichtmantel ausgeführt, der ohne Kolbenringe an der Zylinderrand entlang geführt werden kann. Zum Abstreifen des an die Zylinderwände gespritzten Öls kann dieser Dichtmantel an seiner dem Pleuel 12 zugewandten Ende eine AbstreiSkante 18 aufweisen, mittels der auch ein Ölfilm an der Zylinderfand aufrechterhalten werden kann. Die Einspritzdüse 19, die an der Knickstelle y des Zylinders 1 an diesem vorgesehen ist, ist so angeordnet, daß sie ihren Strahl aus der größten Ausklaffung der Kolben 2, 3 heraus in deren Brennraum 8 einspritzt. Für den Fall, daß diese Einspritzdüse 19 gekühlt werden soll, können zu beiden Seiten derselben besondere Kühlkanäle 20, 21 vorgesehen sein, die sich wiederum ebenfalls der besseren Abkühlung der Abgaskanäle 22 wegen auch dort. sich wiederfinden können. Für das Einführen der Verbrennungsluft und erhöhte Spülen des Zylinders 1 kann den Einlaßkanälen 23 ein Auflader 24 vorgeschaltet sein, mit den eine genügend große Luftmenge in den Zylinder eingeführt werden kann.

Claims (3)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E

   Brenniraftrnaschine mit mindestens zwei jeweils in einem gemeinsamen Zylinder gegenläufig bewegbaren Kolben sowie am Zylinder vorgesehenen Ein- und Auslaßöffnungen für Frischluft und Abgase, wobei die Mündungen der Öffnungen zum Zylinder durch die Kolben selbst auf- und zusteuerbar sind und die Einspritzung des Kraftstoffes im den Zylinder in einer Querebene des Zylinders zwischen den Kolben erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse (x) des Zylinders (1) am oberen Totpunkt der Kolben (2, 3) eine Knickstelle (y) aufweist, und daß ein durch die Ausklaffung der Kolben am oberen Totpunkt vorhandene Spalt (6) einen von einer Düsenstelle (Einspritzdüse 19) zun Brennraum (8) führenden Durchlaß für die Einspritzung des Kraftstoffes bildet sowie zu beiden Seiten der Knickstelle jeweils die Ein- bzw. Auslaßöffnungen (9, 10) vorgesehen sind.
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenstelle (Rinspritzdüse 19) an der größten Ausklaffung der Kolben (2, 3) am Zylinder (1) vorgesehen ist.
3. 3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Anwendung -von um die Längsittelachse (x) des Zylinders (1) rotierenden Kolben (2, 3) im Zylinder, welche ausschließlich innengekühlt sind, die Einlaßöffnung (9) zwecks Aufbauens eines veränderlichen Dralls, d.h. eines mit zunehmender Spülung zunehmenden Dralls, für die Ansaugluft steglos ausgeführt und von den Kolben selbst auf-und zusteuerbar sind.