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Patent Searching and Data


Title:
ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/064734
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a reciprocating engine which can draw a quantity of gas into the lower piston chamber (7) thereof, can then press this quantity of gas into a delivery tube (9) which leads to the cylinder head (5) and can hold it there. Next, a second quantity of gas is drawn into the lower piston chamber (7). The downward traveling piston (2) then draws fresh gas into the combustion chamber (15). At the end of the direct intake process, the two pre-drawn quantities of gas are additionally fed into the combustion chamber.

Inventors:
LOEHR DIRK (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001677
Publication Date:
December 16, 1999
Filing Date:
June 08, 1999
Export Citation:
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Assignee:
LOEHR DIRK (DE)
International Classes:
F02B33/12; F02B33/26; (IPC1-7): F02B33/26; F02B33/12
Domestic Patent References:
WO1994015080A11994-07-07
Foreign References:
DE3832013A11990-03-29
GB2271614A1994-04-20
GB2254884A1992-10-21
DE2708729A11978-09-07
DE3839949C11990-03-29
DE3438031C11986-04-30
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Claims:
Patentansprüche
1. Hubkolbenmotor mit einem Zylinder in dem ein Kolben läuft und die Kraft über die Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen wird, wobei der Gaswechsel auf einer Seite des Kolbens stattfindet, wozu Einund Auslaßventile im Zylinderkopf existie ren und es sich somit meistens um einen 4Taktmotor handelt, dadurch gekennzeichnet, daß Gas (Luft/Kraftstoflluftgemisch) in einen kompakten Unterkolbenraum angesaugt wird, dann in das Überleitungsrohr verschoben wird und dort eingesperrt ist und gespeichert wird, bis im Unterkolbenraum eine weitere Gasmenge angesaugt ist und der normale Ansaugvorgang des Brennraumes stattfindet und dann die voran gesaugten Gase zusätzlich in den Brennraum verbracht werden.
2. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Gasausbeute, die der Kolben in den Zylinder saugt, ob in den Brenn raum oder Unterkolbenraum ausschließlich im gleichen Zylinder, welcher nur einen Brennraum hat, zur Verbrennung kommt.
3. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite des Kolbens einmal ansaugt, während die andere Seite zweimal an saugt, im Verbrennungstakt aber alle drei angesaugten Gasmengen gemeinsam ver brannt werden.
4. Hubkolbenmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmenge, die der Unterkolbenraum als erstes durch die Kolbenaufwartsbewe gung erhält, in das Überleitungsrohr, das zum Brennraum führt, verbracht wird und vorübergehend dort eingesperrt ist.
5. Hubkolbenmotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gasmenge, die in den Unterkolbenraum angesaugt wird, mit der ersten, die im Überleitungsrohr eingesperrt wurde, gemeinsam im gleichen Ansaugtakt in den Brennraum verbracht wird.
6. Hubkolbenmotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugang der Gase aus dem Unterkolbenraum zu den Zuleitungen im Zylinder kopf mit den üblichen Tellerventilen mit"Vorläuferventilen"ausgestattet ist, wobei diese Ventile so gesteuert werden, daß man mit ihnen den Zeitpunkt für das Gas zufiihren aus dem Unterkolbenraum bestimmen kann.
7. Hubkolbenmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorläuferventil aus einen Zylinder bestehend, mit Aussparungen versehen ist, und so den Auslaß am Unterkolbenraum und den Zugang zum Zylinderkopf durch Aufund Abbewegung gleichzeitig steuern kann, wobei der Ausgang zweimal und der Zugang zum Zylinderkopf einmal in 720° geöffnet wird.
8. Hubkolbenmotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das normale Einlaßventil gleichzeitig Vorläuferventil ist.
9. Hubkolbenmotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgas aus den Unterkolbenräumen über das geoffnete Auslaßventil in den Brennraum verbracht wird.
10. Hubkolbenmotor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugtakt Direktansaugen stattfindet und die vorangesaugten Gase zusätzlich in den Brennraum verbracht werden, wobei diese zwei Arten der Gaszuführung beliebig kombiniert sein können, und auch abund anschaltbar sind.
11. Hubkolbenmotor nach Anspruch 110, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile, die das Füllen und Leeren des Unterkolbenraumes und des Überlei tungsrohres (bzw. Behälter) mechanisch betätigt werden.
12. Hubkolbenmotor nach Anspruch 110, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Anspruch 11 genannten Ventile selbsttätige Membranventile oder Über druckventile sind.
13. Hubkolbenmotor nach Anspruch 112, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllungsgrad des Unterkolbenraumes sich durch den Einsatz eines Turboladers oder anderer Lader erhöht wird.
14. Hubkolbenmotor nach Anspruch 113, dadurch gekennzeichnet, daß Gase, die in den Unterkolbenraum gesaugt werden, auch wieder ungenutzt abge lassen werden können.
15. Hubkolbenmotor nach Anspruch 114, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil am Überleitungsrohr (behälter) tätig wird, wenn dort durch die Strö mung der Gase Unterdruck entsteht, so daß die Möglichkeit besteht, den äußeren Atmosphärendruck innen auch zu erreichen.
16. Hubkolbenmotor nach Anspruch 115, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungszeitpunkt des Auslaßventiles um UT liegt, da das Gaspolster in Un terkolbenraum die Kurbelwelle vor zu harten Schlägen schützt.
17. Hubkolbenmotor nach Anspruch 117, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Öffnungszeit des Auslaßventils, wenn es universal genutzt wird, um 440° betragen kann.
18. Hubkolbenmotor nach Anspruch 117, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil auch als Einlaßventil genutzt wird.
19. Hubkolbenmotor nach Anspruch 118, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben sowohl im oberen Teil mindestens einen Kompressionskolbenring und mindestens einen Ölabstreifring besitzt und daß sich im unteren Teil ebenfalls min destens ein Ölabstreifkolbenring und mindestens ein Kompressionskolbenring be sitzt.
20. Hubkolbenmotor nach Anspruch 119, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl, daß den Kolben, Kolbenbolzen und Ringe schmiert, durch Kanäle im Kol benbolzen und Pleuelstange zur Ölwanne zurückgeführt wird.
Description:
Bezeichnung : Motor Technisches Gebiet Die Erfindung betrifEt einen Verbrennungsmotor, welcher einen Hubkolben hat und die durch Verbrennung entstehende Kraft mit einer Pleuelstange (3) von Kolben (2) auf die Kurbelwelle (4) überträgt, wobei das Gasspiel mit Einlaß-und Auslaßventilen erfolgt.

Stand der Technik Heute gibt es Viertaktmotoren, bei denen sich das Einlaßventil öffnet, wenn sich der Kolben abwärts bewegt. Gas wird angesaugt. Wenn das Ansaugen beendet ist, wird das Einlaßventil geschlossen und der Kolben bewegt sich aufwärts, dadurch wird das angesaugte Gas zusammengepreßt. Sobald sich der Kolben im OT Bereich befindet, wird das Gas gezündet und der Verbrennungsdruck preßt den Kolben wieder nach unten und der Arbeitstakt findet statt. Das Auslaßventil wird durch die Nockenwelle geöffnet und die verbrannten Gase verlassen den Brennraum. Der nach oben gehende Kolben schiebt alle Gase aus dem Verbrennungsraum. Außerdem existiert heute der Zweitaktmotor der in den Kurbelraum unter dem Kolben Gas ansaugt, wenn der Kol- ben nach oben geht und eine Öffnung in der Zylinderwand freigibt, dann strömt Gas in den Kurbelraum. Wenn der Kolben abwärts geht, wird die Einlaßöffnung durch den Kolben verschlossen und das Gas wird leicht zusammengepreßt. Dann gibt der Kolben die Abgasöffnung frei und die größte Menge der verbrannten Gase verlassen den Brennraum. Danach gibt der Kolben die Überströmkanäle frei und das unter Druck stehende Gas aus den Kurbelraum wird durch den weiter abwärts gehenden Kolben in den Brennraum verbracht und das Frischgas treibt die Abgase aus dem Verbrennungs- raum und dann geht der Kolben wieder nach oben, verschließt die Überströmkanäle und dann die Auslaßöfmung und preßt das Gas zusammen und unter dem Kolben

wird gleichzeitig wieder durch die geöffnete Einlaßöffnung Gas angesaugt. Wenn der Kolben im OT-Bereich ist, wird gezündet und der Arbeitstakt findet statt.

Bei 2 Kurbelwellenumdrehungen saugt der Kolben beim Viertaktmotor einmal Gas an beim Zweitakter zweimal.

In meiner Patentanmeldung DE 197 38 441 A1 habe ich bereits die Nutzung von kompakten Unterkolbenräumen vorgeschlagen. Allerdings war der Nachteil vorhan- den, daß immer zwei Zylindereinheiten zusammenwirken mußten. Somit war bei- spielsweise ein Einzylindermotor mit dem dort beschriebenen Vorschlag nur mit zwei Brennräumen möglich.

Aufgabe und Lösung Es liegt das Problem zugrunde, daß ein Viertaktmotor bei 2 Kurbelwellenumdrehun- gen nur einmal Gas ansaugt und höchstens ein Ansaugvolumen des Hubraums ansau- gen kann. Meist wird aber nur 80% des Hubraums erreicht. Ein Zweitaktmotor saugt zwar zweimal bei zwei Kurbelwellenumdrehungen an, hat aber den Nachteil des offe- nen Gaswechsels.

Meine Patentanmeldung DE 197 38 441 A1 hat den kompakten Unterkolbenraum dargestellt, aber den Nachteil, daß immer zwei Zylindereinheiten zusammenwirken müssen und auch dann 2 Kolben gleichzeitig auf und ablaufen und somit unerfreuliche Unwucht an der Kurbelwelle auftritt oder eine Zylindereinheit muß zwei Brennräume haben, was aber technisch schwer zu lösen ist.

Diese neue Erfindung gibt die Möglichkeit, daß die Anordung der Zylinder die vorge- sehene Zündfolge und die Kolbenbewegung des Nachbarzylinders keine Rolle spielt und trotzdem die Leistungserhöhung durch 2 x Gas zusätzlich aus dem Unterkolben- raum erreicht werden kann.

Ein Zylinder ist unabhängig vom Nachbarzylinder. Es ist möglich, die Gase aus zwei Kolbenaufwartsbewegungen dem normal angesaugten Gas noch zusätzlich in den Brennraum zu verbringen und so eine erheblich höhere Leistung zu ermöglichen. Die- se Möglichkeit wird dadurch erreicht, daß das Gas im kompakten Unterkolbenraum angesaugt wird, dann in das Überleitungsrohr durch den sich abwärtsbewegenden Kolben gepreßt wird und dort eingesperrt ist. Dann saugt der aufwärtsgehende Kol- ben erneut Gas an und der abwärts gehende Kolben saugt in den Brennraum konven- tionell an.

Dann wird das im Unterkolbenraum befindliche Gas, das zusammengepreßt wird, zu- sammen mit dem im Überleitungsrohr befindlichen Gas in den Verbrennungsraum verbracht.

So besteht die Möglichkeit einen Füllungsgrad der heute bei 80% liegt auf erheblich über 100 % zu erhöhen.

Der Vorteil bei dieser Technik liegt eben auch darin, daß jeder Zylinder seine eigene Gasansaugung nutzen kann ohne daß berücksichtigt werden muß, was der Nachbar- zylinder macht und außerdem sind Einzylindermotoren möglich, die eben 3 von 4 Kolbenbewegungen zum Ansaugen nutzen und alle 3 Gasmengen zur gemeinsamen Verbrennung genutzt werden können. Dadurch daß die erste Gasmenge die in den Unterkolbenraum gesaugt wird erst einmal im Überleitungsrohr gespeichert wird, ist es möglich die erste Gasmenge zusammen mit der zweiten Gasmenge in dem Brenn- raum zusätzlich zu verbringen. Möglich ist es diese zusätzlichen Vorgänge mit übli- chen Tellerventilen zu verwirklichen, die einzeln geöffnet und geschlossen werden können.

Es ist vorteilhaft, wenn der gesamte Füllungs-und Endleerungsvorgang des Unterkol- benraumes mit einem einzigen Teil möglich ist, wie z. B. einer zylinderformigen Stan- ge, welche Aussparungen besitzt und man dadurch Kanäle öffnen und verschließen kann.

Auf diese Weise ist es möglich, die Füllung und Leerung und Transport in den Brenn- raum mit einer Nocke auf der Nockenwelle zu ermöglichen. Mit einem Motorenkon- zept, welches ein Auslaßventil und zwei Einlaßventile pro Zylinder vorsieht, ist es möglich das eine Einlaßventil zum Direktansaugen zu nutzen und das andere ist gleichzeitig Vorläuferventil und wird geöffnet, wenn die zwei Gasmengen aus dem Unterkolbenraum in den Brennraum verbracht werden.

Wenn das Abgas den Brennraum verlassen hat, gehen die Abgase in den Auspuff und das Auslaßventil wird verschlossen. Nun wäre es ja möglich, das Auslaßventil bei ca.

30° vor UT wieder zu öffnen und über diesem Weg die vorkompremierten Gase aus dem Unterkolbenraum und dem Überleitungsrohr in den Brennraum zu verbringen.

Sobald die Gase im Brennraum sind, wird das Auslaßventil und Einlaßventil wieder geschlossen. Zum Steuern der Gase aus dem Unterkolbenraum können sowohl me- chanische als auch selbsttätige Ventile benutzt werden und diese Gase können finir die Verbrennung in den Brennraum verbracht werden, wobei es aber auch möglich ist, darauf zu verzichten, z. B. in Stand, wenn keine größere Leistung benötigt wird. Das heißt, man kann durch Verschieben der Nockenwelle auf bestimmte Gaseinheiten ge- zielt verzichten.

Im Überleitungsrohr befindet sich ein Ventil, welches sich selbsttätig öffnet, wenn im Rohr Unterdruck entsteht und so kann es einen automatischen Druckausgleich geben.

Insgesamt kann die Öffnungszeit des Auslaßventiles, wenn es neben dem Auslaß auch für Einlaßzwecke genutzt wird bis 440° von 720° betragen. Es ist ein großer Vorteil, daß unter dem Kolben durch das angesaugte Gas eine Art Luftpolster entsteht, da-

durch wird die Kurbelwelle vor allzu harten Schlägen geschützt durch den Verbren- nungsdruck, der auf den Kolben wirkt.

Das neue Motorkonzept hat natürlich auch ein neues Schmierungssystem nötig. Dazu gibt es vier Lösungen : 1. Man setzt Keramikkolben und Kolbenbolzenlager ein, die keine Schmierung benö- tigen ; 2. Man kann den Motor mit einer Gemischschmierung betreiben, d. h., dem Benzin wird 01 beigemischt und die Schmierung findet auf diesem Wege statt ; 3. Der Kolben wird durch Preßluft so geführt, daß fast keine Reibung stattfindet ; 4. Der Motor erhält eine neue Ölschmierung. Dazu erhält die Kurbelwelle Bohrungen, wie heute üblich, dann wird das Öl durch die Pleuelstange zum Kolbenbolzen ge- pumpt. Durch Leitungen wird 01 zu Bohrungen im Kolbenmantel gepumpt und da der Kolben oben und unten Ölabstreifringe besitzt, bleibt das Öl ausschließlich zwi- schen diesen Grenzen. Natürlich wird der jeweilige Kompressionsring, so wie heute auch, mitgeschmiert. In die Ölwanne zurück läuft das 01 durch beide Seiten in den Kolbenbolzen und durch eine entsprechende Bohrung in der Pleuelstange. Von da tropft es dann in die Ölwanne.

Bevorzugte Ausffihrungsformen Es gibt viele Möglichkeiten dieses Motorenkonzept umzusetzen. Bevorzugt wäre si- cherlich eine Ausführung, bei welcher die Nockenwelle verschiebbar ist. Dadurch kann man die drei Gaseinheiten nutzen oder gezielt weglassen, wobei die folgende Darstellung hauptsächlich fur Diesel-und Einspritzmotoren in Frage kommt. Durch das Verschieben der Nockenwelle mittels Verschiebetechnik ist es möglich, das Ventil für das Direktansaugen zu schließen und es werden nur noch Auslaßventil und das Einlaßventil für die vorangesaugten Gasmengen betätigt.

Durch ein weiteres Verschieben wird ein Ventil, daß im Überleitungsrohr sitzt betätigt und zwar durch eine Nocke auf der Nockenwelle. Nun ist das Direktansaugen ausge- schaltet und die erste Gasmenge wird abgelassen, die sonst im Überleitungsrohr ge- speichert wird. Nur noch die letzte Gasmenge wird in den Brennraum gebracht.

So ist es möglich zu Zeiten, in denen nicht die volle Leistung benötigt wird, zu wäh- len.

Wenn das Fahrzeug nur rollt zwei Gasmengen zur Verbrennung zu bringen und im Stand mit nur einer Gasmenge den Motor zu füllen.

Aber natürlich ist es auch möglich, einen Turbolader einzusetzen. Dieser wird einge- setzt, um sowohl die Gasmenge des Direktansaugens zu erhöhen, wie auch die beiden Gasmengen erhöht werden, die in den Unterkolbenraum angesaugt werden.

Der Vorteil den der Turbo bei heutigen Motoren bringt, wird bei dieser Bauweise dreimal genutzt.

Zeichnungsbeschreibung Insbesondere zur weiteren Verdeutlichung des Grundprinzips der Erfindung, ist in den Zeichnungen eine erste Ausführungsform des Motors dargestellt. Ferner auch bevor- zugte Ausführungsformen sowie Details.

Es zeigen : Figur 1 : Einen Querschnitt durch den Motor mit mechanischen Ventilen für die Steuerung des Unterkolbenraumes, Figur 2 : Einen Querschnitt durch den Motor mit zum Teil automatischen Ventilen zur Steuerung des Unterkolbenraumes ; Figur 3 : Einen Querschnitt durch den Motor mit einen Einlaßkanal zum Auslaß- ventil ; Figur 4 : Einen zylinderformigen Steuerungsstab in der Stellung, in welcher Gas aus dem Unterkolbenraum ins Überleitungsrohr verbracht wird ; Figur 5 : Einen zylinderförmigen Steuerungsstab, in welchen alle Kanäle verschlossen sind ; Figur 6 : Einen zylinderformigen Steuerungsstab, in welchen Gas in den Brennraum gepreßt wird ; Figur 7 : Einen variable Dichtung, die auf der Begrenzungsebene (8) und im Kolbenboden (20) eingesetzt ist ; Figur 8 : Einen Querschnitt durch den Motor mit einem Auslaßventil und zwei Einlaßventilen ; Figur 9 und 10 : Einen Querschnitt durch den Motor mit verschiebbarer Nockenwelle ; Figur 11 : Einen Querschnitt durch den Motor mit angeschlossenem Turbolader ; Figur 12 : Kolben mit Ringen und Ölsystem.

In einem Zylinder (1) bewegt sich ein Kolben (2) auf und ab. Mit der Pleuelstange (3) ist der Kolben (2) mit der Kurbelwelle (4) verbunden. Wenn sich der Kolben (2) auf- wärts bewegt, entsteht zwischen der Begrenzungsebene (8) und den Kolbenboden

(20) ein Ansaugraum. Zum Ansaugen wird das Einlaßventil (10) über einen Nocken <BR> <BR> (21) auf der Kurbelwelle (4) geöffnet und bleibt bis zu 270° nach UT geöffnet, da die Trägheit der Gase diese immer weiter strömen lassen, obwohl der Kolben (2) schon wieder abwärts geht.

Ca. 0 bis 90° nach OT wird das Einlaßventil (10) verschlossen. Das Gas wird dann durch den Kolben (2) verdichtet und ab ca. 60° vor UT wird das Auslaßventil (11) geöffnet.

Die Gase strömen jetzt in das Überleitungsrohr bzw. den Überleitungsbehälter (9).

Sobald alles Gas den Unterkolbenraum (7) verlassen hat, wird das Auslaßventil (11) geschlossen. Das vorkommpremierte Gas befindet sich jetzt im Überleitungsrohr (9).

Sobald sich der Kolben (2) wieder von UT fortbewegt, wird das Einlaßventil (10) erneut geöffnet, und genau wie beim ersten Mal wird Gas angesaugt.

Wenn sich der Kolben (2) abwärts bewegt, befindet sich der Brennraum (15) oberhalb des Kolbens (2) im Ansaugtakt. Das Einlaßventil (12) ist geöffnet und es wird kon- ventionell Gas angesaugt. Bei ca. 60° vor UT gibt das Ventil (22) die Öffnung (14) frei und gleichzeitig wird das Auslaßventil (11) geöffnet und die zwei Gasmengen werden dem Ansauggasstrom hinzugefügt.

Das Gas aus dem Unterkolbenraum (7) schubst gewissermaßen das Gas im Überlei- tungsrohr (9) an und beide Gasmengen verbinden sich mit dem Direktgasstrom und kommen in den Brennraum (15). Wenn die Gase den Unterkolbenraum (7) verlassen haben, wird das Auslaßventil (11) gemeinsam mit dem Ventil (22) in der Öffnung (14) ca. 30° nach UT geschlossen. Wenn das Einlaßventil (10) bereits 0 bis 30° vor UT öffnet, kann der Überschneidungseffekt, der in Brennräumen genutzt wird, auch im Unterkolbenraum angewandt werden.

Die ausströmenden Gase helfen beim Ansaugen der neuen Gase.

Bei einer Betrachtung dieses Ansaugsystems sind viele Möglichkeiten gegeben, wie man die verschiedenen Gasmengen einsetzt : 1. Man kann auf das Direktansaugen ganz verzichten, oder 2. daß Direktansaugen abschaltbar machen.

3. Man kann die erste vorangesaugte Gasmenge, besonders wenn es sich um Luft handelt, aus dem Überleitungsrohr ablassen.

4. Man kann die zweite vorangesaugte Gasmenge ablassen.

5. Man kann beide vorangesaugten Gasmengen unbenutzt ablassen. Auf diese Art kann man dann im Leerlauf, Teillastbereich und bei Vollast Gasmengen beliebig zuEúgen oder weglassen.

Weiterhin gibt es noch das Ventil (17). Es hat die Aufgabe sich zu öffnen, wenn im Überleitungsrohr Unterdruck herrscht, denn ein Unterdruck, der nicht ausgeglichen würde, führte zu Leistungsverlusten, die so verhindert werden.

Figur 2 zeigt eine Ausführung des Motors, bei der das Einlaßventil (18) und das Aus- laßventil (19) Membranventile sind, die sich durch die Druckverhältnisse selbst steu- ern : Wenn im Unterkolbenraum (7) Unterdruck herrscht, geht das Einlaßventil (18) auf und das Auslaßventil (19) geht zu, bei Überdruck geht es genau umgekehrt.

Dieser Motor hat ein probates Mittel gegen die Füllungsdrosselung, die heutige Moto- ren im hohen Drehzahlbereich haben : Die Querschnitte der Ansaugrohre reichen nicht aus, um einen ähnlich guten Füllungsgrad zu erreichen, wie im Teillastbereich. Bei diesem Motorkonzept kann das Auslaßventil (13) dazu benutzt werden, die vorange- saugten Gase in den Brennraum (15) zu verbringen.

Heute schließt das Auslaßventil (13) ca. 30° nach OT, dann sind geradezu alle ver- brannten Gase ausgestoßen. Das Einlaßventil ist bei ca. 30° vor OT geöffnet und die ausströmenden Auspuffgase haben geholfen die Frischgase anzusaugen.

Die direkt angesaugten Gase werden durch das geöffnete Einlaßventil (12) in den <BR> <BR> Brennraum (15) gesaugt. Ca. 30° nach OT wird das Auslaßventil (13) nicht mehr ge- schlossen, sondern es bleibt geöffnet und das Ventil (22) in der Öffnung (14), die in Figur 3 mit dem Auslaßventil (13) verbunden ist, wird geöffnet und die Gase, die im Überleitungsrohr (9) unter Druck stehend eingesperrt waren, können nunmehr in den Brennraum gelangen, gemeinsamt mit den neuen Gasen aus dem Unterkolbenraum, wobei es sich aber auch zeitlich verschieben kann : 30° nach OT werden die Gase aus dem Überleitungsrohr (9) in den Brennraum geleitet und dann ca. 120° nach OT kommen die zweiten Gase aus dem Unterkolbenraum (7) hinterher.

Eine weitere Möglichkeit sieht so aus : Das Auslaßventil schließt bei 0-30° nach OT. Dann beginnt das Direktansaugen. Ven- til (12) ist geöffnet. Ca. 60° bis 10° vor UT wird das Auslaßventil (13) erneut geöff- net, wie auch das Ventil (22) in Offnung (14) und die Gasmengen aus dem Unterkol- benraum (7) und dem Überleitungsrohr (9) werden über das Auslaßventil (13) in den Brennraum (15) gebracht.

Das Auslaßventil (13) wäre somit bis der Kolben (2) im UT ist geöffnet und auch noch darüber hinaus. Es wäre denkbar, daß die Offnungszeit des Auslaßventiles (13) bis zu 440° betragen könnte, wenn es zum Füllen herangezogen wird.

Das Vorläuferventil (23) besteht aus einem Zylinder in dem es Aussparungen gibt, die den Gasfluf3 ermöglichen, wenn die Aussparung mit einer Offnung in Deckung geht. Das vorteilhafte an diesem Ventil (23) ist, daß eine Steuernocke (27) zwei Öffnungen steuern kann. Ist das Ventil (23) in der untersten Stellung ist der

Weg vom Unterkolbenraum (7) zum Überleitungsrohr (9) geöffnet. In der Mittelstel- lung sind alle Durchgänge verschlossen.

In der obersten Stellung sind beide Durchgänge geöffnet. Figuren 4,5,6 zeigen alle drei möglichen Stellungen.

Es wurden im Text öfter Winkelangaben gemacht, diese sind nicht bindend, und wenn man einen Motor nach diesen Ideen baut, kann es schon sein, daß in der Praxis z. B. das Einlaßventil (10) nicht 30° vor UT, sondern 40° nach UT öffnet.

Es gibt viele Möglichkeiten, wie man die Grundidee umsetzt. Die Grundidee ist die ein"Brennraum saugt"konventionell Gas an und bekommt noch zweimal die Gas- menge Unterkolbenraum, wobei die eine kurzfristig gespeichert werden muß, bis die andere angesaugt ist.

Eine weitere Möglichkeit sieht so aus, wenn der Kolben (2) sich abwarts bewegt, wird das Einlaßventil (12) geöffnet und das Direktansaugen beginnt, wenn der Kolben sich 60° bis 20° vor UT befindet, wird das Einlaßventil (32) geöffnet und die Gasmenge aus dem Überleitungsrohr (9) und die Gasmenge aus Unterkolbenraum (7) werden in den Brennraum (15) verbracht.

Bevor die vorkompremierten Gase anfangen sich wieder auszudehnen oder durch das Einlaßventil (12) den Brennraum (15) wieder verlassen, müssen die Ventile (12) und (32) geschlossen werden. Bei dieser Ausführung ist das Füllen und Leeren des Unter- kolbenraumes mit den automatischen Ventilen (Einlaßventil (18) und Auslaßventil (19)) realisiert.

Die Figur 9 zeigt eine Möglichkeit, wie man durch das Verschieben der Nockenwelle (6) eine Gasmengenabschaltung verwirklichen kann. Im Unterkolbenraum (7) werden wie oben beschrieben, zwei Gasmengen angesaugt, die Nockenwelle (6) wurde durch die Verschiebevorrichtung (30) so verschoben, daß das Einlaßventil (12) nicht mehr durch die Nockenwelle (6) betätigt wird. Es bleibt verschlossen und somit findet kein Direktansaugen mehr statt. Der Kraftfluß wird durch die innen verzahnte Hülse (33) sichergestellt. Somit werden nur noch die zwei Gasmengen aus dem Unterkolbenraum (7) zur Verbrennung in den Brennraum (15) durch das Einlaßventil (32) gebracht. Der Unterkolbenraum (7) ist mit einem automatischen Einlaßventil (18) und einem auto- matischen Auslaßventil (19) ausgestattet. Außerdem ist ein weiteres Ablaßventil (31) vorhanden, welches in dieser Phase nicht von der Nockenwelle (6) betätigt wird und somit verschlossen ist.

Bei der Konstruktion ist die Möglichkeit vorhanden, auch nur eine von der Gasmen- gen in den Brennraum (15) zu bringen. Dazu wird die Nockenwelle (6) noch weiter verschoben, wobei der KraRfluß weiterhin durch die innen verzahnte Hülse (33) si- chergestellt ist.

Weiterhin wird nun das Ventil (31) durch die Nockenwelle (6) betätigt und zwar, so daß die erste Gasmenge, die sonst im Überleitungsrohr (9) kompremiert und gespei- chert wird und durch das Öffnen des Ventils (31) abgelassen wird.

Dann wird das Ventil (31) wieder verschlossen und die letzte Gasmenge die im Un- terkolbenraum (7) angesaugt wird, wird durch das Öffnen des Einlaßventiles (32) in den Brennraum (15) gebracht. Das heißt, von drei möglichen wird nur eine Gasmenge eingesetzt.

Figur 11 zeigt eine Ausführung bei der ein Turbolader (29) angetlanscht ist. Wenn das Auslaßventil (13) geöffnet wird, wird der Turbo mit den Abgasen angetrieben und die Propeller auf der Ansaugseite erhöhen sowohl die Gasmenge, die über das Einlaßven- til (12) als direkt angesaugte Gasmenge, als auch die zwei indirekt angesaugten Gas- mengen, die über den Unterkolbenraum (7) angesaugt werden. Der Turbo (29) sogt für einen erhöhten Füllungsgrad bei allen drei Gasmengen.

Figur 12 zeigt einen Kolben (2) mit der Frischölzuführung (37), wobei das 01 über Leitungen durch die Ölbohrungen (38) zur Schmierung des Kolbens gepumpt wird.

Die Ölabstreifkolbenringe (35) verhindern, daß das Öl den definierten Schmierbereich verläßt Das Öl verläßt den Schmierbereich über den Kolbenbolzen (39) und den Ölablauf (36) und kann am Ausgang (40) einfach herauszutropfen.

Bezugsziffernliste Zylinder 2 Kolben 3 Pleuelstange 4 Kurbelwelle 5 Zylinderkopf 6 Nockenwelle 7 Unterkolbenraum 8 Begrenzungsebene (mit variabler Dichtung) (bzw.-behälter)9Überleitungsrohr 10Einlaßventil 11Auslaßventil 12Einlaßventil 13Auslaßventil (mitVentil)14Öffnung 15Brennraum 16 Steuerkette 17 Ventil für Druckausgleich Membran18Einlaßventil embran19Auslaßventil 20 Kolbenboden 21 Steuernocken 22Ventil 23 Vorläuferventilstange 24 Aussparung 25 Aussparung 26 Aussparung 27 Steuernocke 28 variable Dichtung 29 Turbo 30Nockenwellenverstellung 31Ventil 32 Einlaßventil 33 innen verzahnte Hülse 34 Kompressionskolbenring 35 Olabstreifkolbenring 36Ölablauf <BR> <BR> <BR> 37 Frischolzuführung<BR> <BR> <BR> <BR> 38 Olbohrung 39 Kolbenbolzen 40 Ausgang