DE3800099A1 - Pistonless internal combustion engine (diaphragm motor) - Google Patents
Pistonless internal combustion engine (diaphragm motor)Info
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Abstract
Description
Kolbenloser Verbrennungsmotor (Membran-Motor)Pistonless internal combustion engine (membrane engine)
Die Erfindung betrifft einen kolbenlosen Verbrennungsmotor (Membran-Motor), insbesondere als Antriebsmaschine für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a pistonless internal combustion engine (Membrane motor), especially as a prime mover for Motor vehicles.
Die heute im Straßenverkehr benutzten Kraftfahrzeuge werden fast ausschließlich mit Verbrennungsmotoren ange trieben, die als Hubkolbenmaschinen ausgebildet sind. Andere Bauarten, wie z. Bsp. der Kreiskolbenmotor, konnten sich ebensowenig durchsetzen wie batterieelektrische Antriebe. Auch die Verbrennungsmotoren in den anderen Anwendungsbereichen arbeiten nach dem Hubkolbenprinzip.The motor vehicles used in road traffic today are used almost exclusively with internal combustion engines driven, which are designed as reciprocating machines. Other types, such as. For example, the rotary piston engine no more prevail than battery-electric ones Drives. The combustion engines in the others too Areas of application work according to the reciprocating piston principle.
Die Entwicklung und Herstellung der Hubkolbenmotore ist aufwendig, da insbesondere Zylinder, Kolben und Kolbenringe sehr großen Beanspruchungen und trotz aller Bemühungen auch hohem Verschleiß ausgesetzt und häufig die Ursache für Störungen sind. Im Verbrennungsraum der Hubkolben motoren, der durch den Zylinder, den Zylinderkopfdeckel und den Kolben gebildet wird, entstehen hohe Verbrennungsdrücke und Verbrennungstemperaturen. Die bewegliche und mög lichst dauerhafte Abdichtung des Verbrennungsraumes zum Kurbel gehäuse hin durch den Kolben ist von besonderer Bedeutung. The development and manufacture of the reciprocating engines is complex, especially as cylinders, pistons and piston rings very large demands and despite all efforts also exposed to high wear and often the cause for disorders are. The piston in the combustion chamber engines by the cylinder, the cylinder head cover and the piston is formed, high combustion pressures arise and combustion temperatures. The mobile and possible Long-lasting sealing of the combustion chamber to the crank Housing through the piston is of particular importance.
An die Werkstoffe und ihre Gestaltung werden daher große Anforderungen gestellt, nämliche große Festigkeit und Formsteifheit, gute Wärmeleitfähigkeit, geringe Wärmedehnung, gute Gleiteigenschaften, sorgfältige Bearbeitung der Gleit flächen und störungsfreie Schmierung.The materials and their design are therefore great Requirements, namely great strength and Dimensional rigidity, good thermal conductivity, low thermal expansion, good sliding properties, careful processing of the sliding surfaces and trouble-free lubrication.
Im Bereich des Verbrennungsraumes des Hubkolbenmotors können erfahrensgemäß folgende Schäden und Störungen auftreten, welche die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer des Motors be einträchtigen:Can in the combustion chamber of the reciprocating engine the following damage and faults occur according to the method, which be the functionality and life of the engine impair:
An den Zylinderlaufflächen macht sich mit zunehmender Be triebsdauer ein beträchtlicher Verschleiß bemerkbar, und zwar mit der Folge, daß der Verbrennungsraum vom Kolben nicht mehr voll abgedichtet werden kann. Der Schmierölverbrauch wird höher, da Öl in den Verbrennungsraum gelangt und dort verbrannt wird. Auch dringt unverbrannter Kraftstoff in das Kurbelgehäuse; das dort befindliche Öl wird verdünnt und verliert seine Schmierfähigkeit. Infolge des zunehmenden Verschleisses der Zylinderlauffläche sinkt die Verdichtung, der Verbrauch an Kraftstoff erhöht sich und die Leistung des Motors wird geringer. Die Abnutzung der Zylinderlauffläche führt auch zum sog.Kolbenkippen und damit zu einem ge räuschvolleren Motorlauf. Schädliche Verbrennungsrückstände bewirken ebenfalls einen erhöhten Verschleiß der Zylinder laufbahn. Bei niedrigen Temperaturen wird dem Verbrennungs motor für den Kaltstart ein reiches Gemisch zugeführt; unvergaster Kraftstoff wäscht aber den Schmierfilm von der Zylinderwand ab, so daß die Zylinderlaufflächen einem stärkeren Verschleiß ausgesetzt sind.On the cylinder running surfaces, increasing Be significant wear and tear with the consequence that the combustion chamber is not from the piston more can be fully sealed. The lubricating oil consumption gets higher because oil gets into the combustion chamber and there is burned. Also unburned fuel gets into it Crankcase; the oil there is diluted and loses its lubricity. As a result of the increasing Wear on the cylinder barrel reduces compression, fuel consumption increases and performance of the engine is reduced. Wear of the cylinder tread also leads to so-called piston tipping and thus to ge noisier engine running. Harmful combustion residues also cause increased cylinder wear career. At low temperatures the combustion engine for the cold start fed a rich mixture; non-gassed fuel, however, washes the lubricating film off the Cylinder wall off, so that the cylinder tread a stronger Are subject to wear.
Verschmutzte Luftfilter, verklemmte Schwimmernadelventile und defekte Startautomatik können zur Kraftstoffüberschwemmung im Zylinder führen; Kolbenreiher und Kolbenfresser sind die Folge. Kolbenschäden werden auch verursacht durch falsche Zündkerzen, unrichtige Vergasereinstellung, Ölmangel oder ungeeignetes Schmieröl, Überhitzung der Kolben durch Spätzündung, übermäßige Kraftstoffzufuhr, schlechte Motorkühlung.Dirty air filters, jammed float valve and defective automatic start can lead to fuel flooding lead in the cylinder; Egrets and piston eaters are the ones Episode. Piston damage is also caused by incorrect ones Spark plugs, incorrect carburetor setting, lack of oil or unsuitable lubricating oil, overheating of the pistons due to late ignition, excessive fuel supply, poor engine cooling.
Den Kompressionsringen obliegt die Feinabdichtung des Ver brennungsraumes gegenüber dem Kurbelgehäuse; sie sind stark beansprucht, aber nicht optimal schmierbar; sie sind daher auch in besonderem Maße Korrision und Verschleiß ausgesetzt.The compression rings are responsible for the fine sealing of the Ver combustion chamber opposite the crankcase; you are strong stressed but not optimally lubricable; you are therefore also a high degree of corrosion and wear exposed.
Der Verschleiß der Kolbenringe führt zu Leistungsverlust und zu erhöhtem Ölverbrauch.The wear of the piston rings leads to a loss of performance and increased oil consumption.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den nach dem Hub kolbenprinzip arbeitenden Verbrennungsmotoren den sich im Zylinder hin- und herbewegenden Kolben, der als bewegliche Abdichtung des Verbrennungsraumes zum Kurbelgehäuse hin dient, durch eine feststehende Membran zu ersetzen und dadurch die Entwicklung und Herstellung der Verbrennungsmotore zu ver einfachen sowie ihre Verschleiß- und Störanfälligkeit zu verringern.The invention has for its object in the after the stroke piston principle working internal combustion engines in the Cylinder reciprocating piston that acts as a movable Sealing the combustion chamber to the crankcase, to be replaced by a fixed membrane and thereby the Development and manufacture of combustion engines ver simple as well as their susceptibility to wear and malfunction reduce.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daßThis object is achieved in that
- - ein aus Kraftstoff oder aus einem Kraftstoff-Luft-Gemisch bestehendes und verdichtetes Frischgas (Fig. 2 Ziffer 13) in einem Verbrennungsraum (16), der in einem einfachwirkenden Hydraulikzylinder (1) durch eine Membran (4) von der Hydrau likflüssigkeit (3) abgeteilt ist, zur Entzündung gebracht,- A consisting of fuel or a fuel-air mixture and compressed fresh gas ( Fig. 2 number 13) in a combustion chamber ( 16 ) in a single-acting hydraulic cylinder ( 1 ) through a membrane ( 4 ) from the hydra lik fluid ( 3rd ) is inflamed,
- - die entstehende Wärmeenergie der Verbrennungsgase (Fig. 3 Ziffer 14) durch den auf die Membran (4) und die hinter ihr im Hydraulikzylinder (1) befindliche Hydraulikflüssig keit (3) erzeugten Druck in hydraulische Energie- the resulting heat energy of the combustion gases (Figure 3, item. 14) by the membrane (4) and the hydraulic liquid located behind it in the hydraulic cylinder (1) Rate (3) pressure generated in hydraulic energy
- - und dann von dieser über den von ihr im Hydraulikzylinder (1) bewegten Hydraulikkolben (2) in mechanische Energie umgewandelt wird.- And then this is converted into mechanical energy by the hydraulic piston ( 2 ) moved by it in the hydraulic cylinder ( 1 ).
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbeson
dere darin, daß durch die Verwendung einer Membran als unbeweg
liche und schmierungsfreie Abdichtung zwischen dem Verbrennungs
raum und dem Kurbelgehäuse eine vollständige und dauerhafte
Dichtung erreicht und somit im Bereich des Verbrennungsraums
die Verschleiß- und Störanfälligkeit verringert wird sowie
sich die aufwendige Konstruktion und Herstellung beweglicher
und feststehender Teile erübrigt.
The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that through the use of a membrane as an immovable and lubrication-free seal between the combustion chamber and the crankcase, a complete and permanent seal is achieved, and thus wear and malfunction in the combustion chamber is reduced and the elaborate design and manufacture of moving and stationary parts is no longer necessary.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing shown and described in more detail below.
-
Die Bezugszeichen bedeuten
1 Hydraulikzylinder
2 Hydraulikkolben
3 Hydraulikflüssigkeit
4 Membrane
5 Ansaugrohr
6 Abgasrohr
7 Einlaßventil
8 Auslaßventil
9 Zündkerze
10 Pleuelstange
11 Kurbelwelle
12 Frischgas
13 Verdichtetes Frischgas
14 Verbrennungsgase
15 Altgase
16 VerbrennungsraumThe reference symbols mean 1 hydraulic cylinder
2 hydraulic pistons
3 hydraulic fluid
4 membranes
5 suction pipe
6 exhaust pipe
7 inlet valve
8 outlet valve
9 spark plug
10 connecting rod
11 crankshaft
12 fresh gas
13 Compressed fresh gas
14 combustion gases
15 waste gases
16 combustion chamber
Der kolbenlose Verbrennungsmotor funktioniert wie folgt:The pistonless internal combustion engine works as follows:
Dargestellt und beschrieben ist ist ein Otto-Viertaktmotor. Die vier Takte des Ausführungsbeispiels sind:An Otto four-stroke engine is shown and described. The four bars of the exemplary embodiment are:
-
Ansaugen (Fig. 1),
Verdichten (Fig. 2),
Arbeiten (Fig. 3) und
Ausstoßen (Fig. 4).Suction ( Fig. 1),
Compacting ( Fig. 2),
Working ( Fig. 3) and
Eject ( Fig. 4).
Der im Hydraulikzylinder (1) befindliche Hydraulikkolben (2) saugt bei seinem Abwärtsgehen die Hydraulikflüssigkeit (3) und damit auch die Membrane (4) an. Die Membran (4) besteht aus einem äußerst flexiblen und hitzebeständigem Material. Mit der Vergrößerung des oberhalb der Membran (4) befind lichen Verbrennungsraumes (16) wird das Frischgas (12), das sich im Vergaser oder mit Hilfe der Einspritzanlage als zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet, durch das An saugrohr (5) und das Einlaßventil (7) in den Verbrennungs raum (16) gesaugt.The hydraulic piston located in the hydraulic cylinder (1) (2) sucks in its descending walking to the hydraulic liquid (3) and hence the diaphragm (4). The membrane ( 4 ) consists of an extremely flexible and heat-resistant material. With the enlargement of the combustion chamber ( 16 ) above the membrane ( 4 ), the fresh gas ( 12 ), which forms in the carburetor or with the help of the injection system as an ignitable fuel-air mixture, through the suction pipe ( 5 ) and that Intake valve ( 7 ) sucked into the combustion chamber ( 16 ).
Bei seiner Aufwärtsbewegung drückt der Kolben (2) die Hydraulik flüssigkeit (3) und somit auch die Membrane (4) nach oben. Der oberhalb der Membrane (4) befindliche Verbrennungsraum (16) verkleinert sich, und das Frischgas (12) wird verdichtet.During its upward movement, the piston ( 2 ) presses the hydraulic fluid ( 3 ) and thus also the diaphragm ( 4 ) upwards. The combustion chamber ( 16 ) located above the membrane ( 4 ) shrinks and the fresh gas ( 12 ) is compressed.
Die Verbrennung des im Verbrennungsraum (16) verdichteten Frisch gases (12) wird durch den Zündfunken der Zündkerze (9) ausgelöst. Die Verbrennungsgase dehnen sich auch und drücken die Membrane (4), die Hydraulikflüssigkeit (3) und damit den Kolben (2) nach unten, wobei die Wärmeengerie in mechanische Arbeit umgeformt wird. Über die Pleuelstange (10) wandelt die Kurbelwelle (11) die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens (2) in eine Drehbewegung um.The combustion of the fresh gas ( 12 ) compressed in the combustion chamber ( 16 ) is triggered by the spark of the spark plug ( 9 ). The combustion gases also expand and push the membrane ( 4 ), the hydraulic fluid ( 3 ) and thus the piston ( 2 ) downwards, the heat energy being converted into mechanical work. The crankshaft ( 11 ) converts the reciprocating movement of the piston ( 2 ) into a rotary movement via the connecting rod ( 10 ).
Bei seiner Aufwärtsbewegung drückt der Kolben (2) die Hydrau likflüssigkeit (3) und die Membrane (4) nach oben. Der oberhalb der Membrane (4) befindliche Verbrennungsraum (16) wird dadurch verkleinert, und die Reste der Altgase (15) werden durch das Auslaßventil (8) in das Abgasrohr (6) ausgestoßen.During its upward movement, the piston ( 2 ) presses the hydraulic fluid ( 3 ) and the membrane ( 4 ) upwards. The combustion chamber ( 16 ) located above the membrane ( 4 ) is thereby reduced, and the residues of the old gases ( 15 ) are expelled through the exhaust valve ( 8 ) into the exhaust pipe ( 6 ).
Claims (1)
- - Kraftstoff oder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem Ver brennungsraum, der in einem einfachwirkenden Hydraulikzylinder durch eine Membran von der Hydraulikflüssigkeit abgeteilt ist, zur Entzündung gebracht,
- - die entstehende Wärmeenergie der Verbrennungsgase durch den auf die Membran und die hinter ihr im Zylinder befindliche Hydraulikflüssigkeit erzeugten Druck in hydraulische Energie
- - und dann von dieser über den von ihr im Zylinder bewegten Kolben in mechanische Energie umgewandelt wird.
- - ignited fuel or a fuel-air mixture in a combustion chamber, which is separated from the hydraulic fluid by a membrane in a single-acting hydraulic cylinder,
- - The resulting thermal energy of the combustion gases by the pressure generated on the membrane and the hydraulic fluid behind it in the cylinder in hydraulic energy
- - and then converted into mechanical energy by the piston it moves in the cylinder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883800099 DE3800099A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Pistonless internal combustion engine (diaphragm motor) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883800099 DE3800099A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Pistonless internal combustion engine (diaphragm motor) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3800099A1 true DE3800099A1 (en) | 1988-08-04 |
Family
ID=6344831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19883800099 Withdrawn DE3800099A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Pistonless internal combustion engine (diaphragm motor) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3800099A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232566A1 (en) * | 1992-09-29 | 1994-04-21 | Martin Inhoffen | Vehicular IC engine with pressure turbine - has combustion chamber surrounded by ball-shaped bellows, wetted by liquid filled ball |
| WO2003062616A1 (en) * | 2002-01-23 | 2003-07-31 | Levon Muradovich Muradyan | Internal combustion engine |
| RU2253743C1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-06-10 | Дагестанский государственный университет | Power generating plant |
| CN100445531C (en) * | 2006-07-25 | 2008-12-24 | 崔荐华 | Double-piston hydraulic engine |
| WO2012050541A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-19 | Samko Ivan | Internal combustion engine |
-
1988
- 1988-01-05 DE DE19883800099 patent/DE3800099A1/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
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| DE4232566A1 (en) * | 1992-09-29 | 1994-04-21 | Martin Inhoffen | Vehicular IC engine with pressure turbine - has combustion chamber surrounded by ball-shaped bellows, wetted by liquid filled ball |
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| CN100445531C (en) * | 2006-07-25 | 2008-12-24 | 崔荐华 | Double-piston hydraulic engine |
| WO2012050541A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-19 | Samko Ivan | Internal combustion engine |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| 8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |