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Patent Searching and Data


Title:
RECIPROCATING PISTON ENGINE AND PISTON THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/022945
Kind Code:
A1
Abstract:
A reciprocating piston engine contains at least one cylinder (2), inside of which a piston works while forming a working chamber (6). Said piston comprises a skirt that, while sealing, is guided in a linearly displaceable manner through a partition wall of the cylinder formed by on the side of the piston facing away from the working chamber, and joins the piston to a crank mechanism containing a crankshaft. The space between the piston and the partition wall forms a reloading chamber that is connected to the surroundings via an intake valve device (60). In the area of the bottom dead center of the piston, an overflow device (56) opens an overflow path leading from the reloading chamber into the working chamber. An exhaust valve device (64, 66, 68) connects the working chamber (6) to an exhaust duct (70) when the piston is located in the area of the bottom dead center. The invention provides a low-vibrating, fuel-efficient, high-torque, powerful and light two-stroke engine.

Inventors:
PELZ PETER (DE)
BALL WILFRIED (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/008892
Publication Date:
March 18, 2004
Filing Date:
August 11, 2003
Export Citation:
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Assignee:
PELZ PETER (DE)
BALL WILFRIED (DE)
International Classes:
F01L1/34; F01L1/38; F01L3/20; F01L7/04; F01L7/06; F01L7/12; F02B25/14; F02B33/12; F02B75/06; F02B75/02; (IPC1-7): F02B33/12; F01L7/06; F02B25/14
Foreign References:
EP0593064A11994-04-20
DE19614733C11998-03-12
DE10004103A12001-08-16
US4543916A1985-10-01
US20020134325A12002-09-26
US4332229A1982-06-01
Attorney, Agent or Firm:
Barske, Heiko (Kramer & Partner GbR Radeckestr. 43, München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hubkolbenbrennkraftmaschine, enthaltend wenigstens einen Zylinder (2), in dem unter Bildung einer Arbeitskammer (6) ein Kolben (4) arbeitet, einen am Kolben vorgesehenen Schaft (14), der unter Abdichtung linear beweglich durch eine auf der von der Arbeitskammer abgewandten Seite des Kolbens ausgebildete Trennwand (48) des Zylinders hindurchgeführt ist und den Kolben mit einem eine Kurbelwelle enthaltenden Kurbeltrieb verbindet, wobei der Raum zwischen dem Kolben und der Trennwand eine Frischladungskammer (50) bildet, die über eine Einlaßventileinrichtung (60) mit der Umgebung verbunden ist ; eine Überstromeinrichtung (54,56), die im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens einen Überströmpfad von der Frischladungskammer in die Arbeitskammer freigibt, gekennzeichnet durch eine Auslaßventileinrichtung (64,66, 68), die im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens (4) die Arbeitskammer (6) mit einem Auslasskanal (70) verbindet.
2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaßventileinrichtung eine in der Zylinderwand ausgebildete Auslassöffnung (64) aufweist, die vom Kolben (4) bei dessen Bewegung in den unteren Totpunkt überfahren wird.
3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaßventileinrichtung eine um eine ortsfeste Achse drehbare Ventilscheibe (66) aufweist, die die Auslassöffnung (64) überstreicht und eine Durchgangsöffnung (68) aufweist, die im Bereich der unteren Totpunktstellung des Kolbens eine Strömungsverbindung zwischen der Auslassöffhung und dem Auslasskanal (70) freigibt.
4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (66) von der Kurbelwelle drehangetrieben wird.
5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (14) des Kolbens (4) über wenigstens je ein Pleuel (26, 28) mit je einer von zwei sich gegensinnig mit gleicher Drehzahl drehenden Kurbelwellen (16,18) verbunden ist.
6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (14) des Kolbens (4) zwischen den Kurbelwellen (16,18) hindurchführt und auf der vom Kolben (4) abgewandten Seite der Kurbelwellen mit den Pleueln (26, 28) verbunden ist.
7. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuel (26,28) als vorwiegend auf in ihrer Längsrichtung wirkenden Zug beanspruchbare Bauteile ausgebildet sind.
8. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (60) als Rückschlagventil ausgebildet ist.
9. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Zweitaktverfahren arbeitet.
10. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff derart in die Arbeitskammer (6) eingespritzt wird, dass kein unverbrannter Kraftstoff in den Auslasskanal gelangt.
11. Kolben, insbesondere für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Grundkörper (96), an dessen dem Kurbeltrieb zugewandter Seite ein Schaft (14) starr befestigt ist.
Description:
Hubkolbenbrennkraftmaschine sowie Kolben dafür

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter einen Kolben, insbesondere für eine solche Hubkolbenbrennkraftmaschine.

Eine gattungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine ist aus der DE 100 04 103 AI be- kannt. Bei dieser bekannten Hubkolbenbrennkraftmaschine, die beispielsweise nach dem Zweitaktprinzip arbeitet, ist im Kopf des Zylinders ein konventionelles, als Tellerventil ausgebildetes Auslassventil vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Hubkolbenbrennkraftma- schine bei Beibehaltung oder Verbesserung ihres Wirkungsgrades in ihrem Aufbau zu ver- einfachen.

Diese Aufgabe wird mit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Anspruch 1 ge- löst.

Die Unteransprüche 1 bis 10 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildun- gen der erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine gerichtet.

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine kein in ihrem Kopf angeordnetes, von der Kurbelwelle her angetriebenes Auslassventil aufweist, kann sie derart aufgebaut werden, dass sie ohne Nockenwelle auskommt. Damit ist der Aufbau und der Energieverbrauch zum Betätigen der Auslaßventilvorrichtung vereinfacht.

Der Anspruch 11 kennzeichnet einen Kolben, wie er vorteilhaft für eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine verwendbar ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar : Fig. 1 einen schematischen Mittelschnitt durch eine Ausführungsform einer erfin- dungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine, Fig. 2 einen Teilschnitt in der Ebene II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt in der Ebene 11-11 in Fig. 1 mit einer abgeänderten Ausfüh- rungsform eines Kurbeltriebs, Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene III-Ill der Fig. 1, Fig. 5 eine schematische Ansicht auf eine Ventilscheibe, Fig. 6 eine schematische Stirnansicht einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, Fig. 7 eine Ansicht wie Fig. 4 einer abgeänderten Ausführungsform einer Brenn- kraftmaschine, Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen Kolben, und Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Kolbenschaft.

Gemäß Fig. 1 arbeitet in einem nach oben mittels einer Stirnwand 1 verschlossenen Zylinder 2 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ein Kolben 4 unter Bildung einer Arbeitskammer 6 zwischen dem Kolben 4 und dem oberen Bereich des Zylinders 2. Der Kolben 4 weist einen Schaft 14 auf, der beispielsweise starr mit dem Kolben 4 verbunden ist, welcher Schaft sich zwischen zwei Kurbelwellen 16 und 18 hindurch erstreckt und in einem Tragteil 20 endet, das vorteilhafterweise in einem Zylinderansatz 22 eines insgesamt mit 24 bezeichneten Motorgehäuses geführt ist, wobei die Achse des Zylinderansatzes 22 mit der des Zylinders 2 zusammenfällt. Das Tragteil ist über außerhalb der Zylinderachse zueinander symmetrisch angeordnete Pleuel 26 und 28 mit je einer der Kurbelwellen 16 und 18 verbunden.

Fig. 2, die eine Teilansicht der Schnittebene II-II der Fig. 1 zeigt, stellt Teile des Kurbeltriebs dar. Jede Kurbelwelle 16 und 18 besteht aus einem Scheibenpaar mit je zwei Scheiben 30,32 und 34,36, die über je eine im Motorgehäuse gelagerte Welle 38, 40

drehfest miteinander verbunden sind. Die Scheibenpaare sind über eine an wenigstens je einer der Scheiben ausgebildete Außenverzahnung 42,44 in gegenseitigem Dreheingriff, so dass sie sich mit gleicher Drehzahl, aber gegensinnig drehen.

Die Anordnung ist insgesamt symmetrisch zur Zylinderachse, in der sich der Schaft 14 zwischen den Scheiben hindurch erstreckt. Jede Scheibe weist einen Pleuelzapfen 46 auf, an dem die in Fig. 2 nicht dargestellten Pleuel 26 und 28 gelagert sind. Somit ist das Tragteil 20 und damit der Kolben 4 über vier Pleuel mit dem Kurbeltrieb verbunden.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber Fig. 2 abgeänderte Ausführungsform eines Kurbeltriebs. Die beiden Scheiben 30,32 bzw. 34, 36 eines Scheibenpaares sind dabei jeweils über einen exzentrisch angeordneten Kurbelzapfen 46, bzw. 462 drehfest miteinander verbunden und sind an dem Motorgehäuse mittels konzentrisch an ihnen angeordneten Wellenstummeln 38l, 382 bzw. 40"40z gelagert. Bei dem Kurbeltrieb gemäß Fig. 3 ist somit jede Kurbelwelle 16 bzw. 18 nur über ein Pleuel, das am Pleuelzapfen 46 ; bzw. 462gelagert ist, mit dem Tragteil 20 verbunden.

Die Pleuel 26 und 28 werden bei der beschriebenen Konstruktion, bei der sie auf der vom Kolben abgewandten Seite der Kurbelwellen 16 und 18 mit dem Kolben 4 bzw. dessen Schaft 14 verbunden sind, mit Ausnahme im Schubbetrieb des Motors nur auf Zug beansprucht, so dass sie, da keine hohe Druck-oder Knickfestigkeit erforderlich ist, als einfache Zugstreben in Form beispielsweise flacher Stanzteile ausgebildet sein können.

Das Tragteil 20 ist vorteilhaft nicht als vollständige Scheibe ausgebildet, die den gesamten Querschnitt des Zylinderansatzes 22 ausfüllt, sondern derart, dass bei einer Auf-und Abwärtsbewegung des Tragteils 20 die im Kurbelraum befindliche Luft ohne Strömungsverluste das Tragteil 20 umströmen kann.

Der Zylinder 2 ist zu dem Kurbeltrieb hin durch eine Trennwand 48 abgeschlossen, durch die sich der Schaft 14 abdichtend geführt hindurch erstreckt. Zwischen dem Kolben 4 und der Trennwand 48 ist auf diese Weise eine Frischladungskammer 50 gebildet, deren Volumen, wenn sich der Kolben 4 in seinem unteren Totpunkt befindet, minimal ist.

Im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens 4 (in Fig. 1 dargestellt), ist außen am Zylinder ein Ringraum 52 ausgebildet, der um einen Teil des Umfanges des Zylinders herum verläuft. Der Ringraum 52 ist, bezogen auf den unteren Totpunkt des Kolbens 4, unterhalb des Kolbens über radiale Durchlaßöffnungen 54 und oberhalb des Kolbens über radiale Durchlaßöffnungen 56 mit der Frischladungskammer 50 bzw. der Arbeitskammer 6 verbunden.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt in der Ebene III-III der Fig. 1, die durch die oberen Durchlaßöffnungen 56 verläuft. Gemäß Fig. 3 umgreift der Ringraum 52 einen Umfangsbereich von vorteilhafterweise mehr als 180° des Zylinders 2 und geht von einem Ansaugkanal 58 aus, in dem ein Einlaßventil 60 arbeitet. Das Einlaßventil 60 kann beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet sein, das bei Unterdruck im Ringraum 52 öffnet ; es kann auch ein elektrisch oder sonstwie betätigtes Ventil sein. Stromoberhalb des Einlaßventils 60 ist, insbesondere, wenn das Einlaßventil 60 als einfaches Rückschlagventil ausgebildet ist und die Brennkraftmaschine als Ottomotor betrieben wird, eine Drosselklappe 62 angeordnet.

Etwa dem Einlaßkanal 58 gegenüberliegend weist der Zylinder 2 eine Auslaßöffnung 64 auf, die von einer Ventilscheibe 66 überdeckt wird, die mit einer Durchgangsöffnung 68 ausgebildet ist, welche die Auslaßöffnung 64 während eines Winkelbereichs ihrer Umdrehung überdeckt bzw. freigibt. Dadurch ist die Auslaßöffnung 64 zeitweilig mit einem Auslaßkanal 70 verbunden, der durch einen Gehäuseansatz 72 des Zylinders 2 gebildet ist und an dem eine Welle 74 der vorteilhafterweise vollständig im Inneren des Auslaßkanals 70 angeordneten Ventilscheibe 66 gelagert ist.

Fig. 5 zeigt eine Stirnansicht der Ventilscheibe 66 mit darin ausgebildeter Durchgangs- öffnung 68.

Die Welle 74 wird vorteilhafterweise von einem Ritzel 76 (Fig. 1) angetrieben, das mit einer oder beiden Scheiben 34,36 kämmt und koaxial zu einer im Motorgehäuse 24 gelagerten Welle 78 angeordnet und mit dieser drehfest verbunden ist. Die Welle trägt eine Zahnriemenscheibe 80, die über einen Zahnriemen 82 mit einer weiteren

Zahnriemenscheibe 84 verbunden ist, die drehfest mit der Welle 74 der Ventilscheibe 66 verbunden ist. Mit 86 ist in Fig. 5, die eine Stirnansicht der gesamten Brennkraftmaschine schematisch ohne Einlaßkanal und Auslaßkanal zeigt, eine Spannrolle zum Spannen des Zahnriemens 82 bezeichnet.

Bei der nachfolgenden Funktionsbeschreibung der Brennkraftmaschine wird angenom- men, dass die Brennkraftmaschine im Zweitaktverfahren als Ottomotor betrieben wird, wobei in dem Ringraum 52 eine Einspritzdüse 88 zum Einspritzen von Kraftstoff und in der Stirnwand 1 eine Zündkerze 90 angeordnet ist.

Es sei angenommen, der Kolben 4 befindet sich, wie in Fig. 1 dargestellt, in seinem unteren Totpunkt. Der Kolben hat dann die Auslaßöffnung 64 überfahren. Die Ab- stimmung der Drehung der Ventilscheibe 66 auf die Bewegung des Kolbens 4 ist derart, dass die Durchgangsöffnung 68 der Ventilscheibe 66 die Auslaßöffnung 64 mit dem Auslaßkanal 70 verbindet, so dass in der Arbeitskammer 6 verbrannte Ladung in den Auslaßkanal 70 entweichen kann. Gleichzeitig gibt der Kolben 4 die Verbindung der Frischladungskammer 50 mit der Arbeitskammer 6 durch die Durchlaßöffnungen 54 und 56 hindurch frei, so dass unterhalb des Kolbens 4 komprimierte Frischladung in die Arbeitskammer 6 unter Verdrängung der dort befindlichen verbrannten Ladung verdrängt.

Der Kolben 4 bewegt sich anschließend aufwärts, wobei er die oberen Durchlaßöffnungen 56 überfährt und die Frischladungskammer 50 von der Arbeitskammer 6 trennt. Weiter überfährt der Kolben 4 die Auslaßöffnung 64, so dass die Arbeitskammer 6 vom Auslaßkanal 70 getrennt wird. Die Ventilscheibe 66 verschließt die Auslaßöffnung 64, so dass keine Verbindung zwischen der Frischladungskammer 50 und dem Auslaßkanal 70 besteht.

Bei seiner Aufwärtsbewegung saugt der Kolben 4 frische Ladung in die Frischladungs- kammer 50 ein, der beim Einströmen Kraftstoff aus der Einspritzdüse 88 in geeigneter Menge zugemessen wird. Gleichzeitig wird die in der Arbeitskammer 6 enthaltene Frischladung komprimiert und im Bereich des oberen Totpunktes des Kolbens 4 mittels der Zündkerze 90 gezündet. Bei seiner Abwärtsbewegung komprimiert der Kolben 4 die

in der Frischladungskammer 50 enthaltene frische Ladung. Sobald der Kolben 4 vor dem Erreichen seines unteren Totpunktes am Ende des Arbeitstaktes die Auslaßöffnung 64 überfährt, wird diese von der Durchgangsöffnung 68 der sich drehenden Ventilscheibe 66 freigegeben, so dass die verbrannte Ladung in den Auslaßkanal 70 entweicht und unmittelbar anschließend, sobald die oberen Durchlaßöffnungen 56 überfahren sind, die komprimierte Frischladung in die Arbeitskammer 6 überströmt.

Durch zweckentsprechende Ausbildung der Auslaßöffnung 64 und der Durchlaßöffnung 56 lassen sich ein effizienter Ladungswechsel und eine thermodynamisch günstige Ver- mischung bzw. Verwirbelung der Frischladung und deren Konzentration vor der Zünd- kerze 90 erreichen, wodurch ein geringer Verbrauch bei gleichzeitig niedrigen Schad- stoffemissionen möglich ist. Ein weiterer vorteilhafter Effekt ist die durch die Frischluft bzw. Frischladung in der Frischladungskammer bewirkte Kühlung des Kolbens 4.

Es versteht sich, dass die Drehzahl der Ventilscheibe 66 der Drehzahl der Kurbelscheiben entspricht. Die Überlappung zwischen der Durchgangsöffnung 68 und der Auslaßöffnung 64 kann durch eine an sich bekannte Einrichtung zur Verstellung der Phase zwischen der Derhung der Ventilscheibe 66 und der der Kurbelscheiben verändert werden, so dass angepaßt an die Betriebsbedingungen, wie Last und Drehzahl, ein optimaler Betrieb erzielt wird.

Weiter versteht sich, dass die Durchlaßöffnungen 56 derart angeordnet und ausgebildet sind, dass eine optimale Spülung der Arbeitskammer 6 erzielt wird.

Die beschriebene Brennkraftmaschine ist auch für den Betrieb als Dieselmotor geeignet, wobei die Dieseleinspritzdüse (n) dann unmittelbar in die Arbeitskammer 6 einspritzt.

Dadurch, dass die Stirnwand 1 frei von Ventilen ist, bestehen bezüglich der Anordnung der Einspritzdüse (n) und der Zündkerze (n) optimale Gestaltungsfreiheiten, wobei der Motor auch als Benzindirekteinspritzer betrieben werden kann, wenn die Einspritzdüse 88 unmittelbar in die Arbeitskammer 6 einspritzt.

Der beschriebene Motor hat zahlreiche weitere Vorteile :

In Folge der Trennung des Kurbelraums von der Arbeitskammer 6 durch die Trennwand 48 und die an diese anschließende Frischladungskammer 50 bleiben der Kurbelraum und die in ihm angeordneten Bauteile weitgehend kalt. Dadurch ist es möglich, die Teile des Kurbeltriebs aus nicht warmfesten Leichtbauwerkstoffen oder auch aus Kunststoff, beispielsweise in Form einfacherer Spritzteile, herzustellen, wodurch Gewicht und Kosten gespart werden können.

Des weiteren ist es durch die niederen Temperaturen im Kurbelraum möglich, um- weltfreundliche Öle, beispielsweise wässrige Dispersionen, zu verwenden oder durch entsprechende Werkstoffpaarungen schmiermittellos zu arbeiten oder selbstschmierende Rollenlager oder andere Lager zu verwenden.

In Folge der niederen Temperaturen kann eine Lichtmaschine und/oder ein Anlasser unmittelbar in den Kurbeltrieb integriert werden, was Bauraum und Bauteile spart.

Der beschriebene Motor kann in vielfältiger Weise abgeändert werden : Der Doppelkurbeltrieb weist den Vorteil auf, dass der Schaft 14 linear geführt ist. Das Tragteil 20 muss nicht zwingend auf der von der Arbeitskammer 6 abgewandten Seite des Kurbeltriebs angeordnet sein, wobei dann allerdings der Vorteil der Nur-Zug- Beanspruchung der Pleuel entfällt. Des weiteren ist der Doppelkurbeltrieb, der besonders bei höheren Drehzahlen einen reibungsgünstigen, komfortablen Motorlauf ermöglicht, nicht zwingend erforderlich ; es kann auch mit einer Kurbelwelle und entsprechenden Zwischengliedern oder-trieben gearbeitet werden, damit ein mit dem Kolben 4 starr verbundener Schaft 14 linear und unter Abdichtung durch die Trennwand 48 hindurch geführt werden kann.

Das Auslaßventil muss nicht zwingend in der beschriebenen Konstruktion als Ventil- scheibe 66 ausgebildet sein. Diese Ventilscheibe 66, die in einfacher Weise unmittelbar elektrisch, permanent drehend oder von einem Schrittmotor, angetrieben werden kann, ist jedoch besonders vorteilhaft, da sie in ihrem Aufbau einfach ist. Die Ventilscheibe 66 ist keinen großen Axialkräften ausgesetzt, da sie lediglich von Druck in der Frischladungs-

kammer 50 beaufschlagt ist. Der Druck in der Arbeitskammer 6 ist an der Ventilscheibe 66 nicht wirksam, da sie den Weg zwischen der Auslaßöffnung 64 und dem Auslaßkanal 70 freigibt, sobald der Kolben 4 bei seiner Abwärtsbewegung am Ende eines Arbeits- schubs die Auslaßöffnung 64 überfährt. Wegen der geringen Axialkräfte läuft die Ventil- scheibe reibungsarm, kann gewichtsgünstig gestaltet werden und in einfacher Weise axial geführt werden, beispielsweise in ihrer Lagerung oder an ihrem Umfang.

Zur Steuerung des Ladungswechsels kann ein stellbares Abdecksegment 92 (Fig. 1) vor- gesehen sein, das mit den Öffnungen 54 und 56 entsprechenden Öffnungen ausgebildet ist, die aus einer mit den Öffnungen 54 und 56 fluchtenden Stellung in eine teilfluchtende oder die Öffnungen 54 und 56 schließende Stellung verstellbar ist. Die Funktion der Drosselklappe kann in dieses Abdecksegment verlegt werden. In einer anderen Aus- führungsform können die Öffnungen 54 und 56 durch Nuten ersetzt werden, die in der Innenseite des Zylinders ausgebildet sind und im unteren Totpunkt des Kolbens Durch- strömkanäle von der Frischluftkammer 50 in die Arbeitskammer 6 bilden. Der Ringraum 52 kann dann entfallen und die Frischluftkammer kann durch die Trennwand 54 hindurch mit der Umgebung verbunden sein.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Maschine kann der Raum zwischen dem Tragteil 20 und dem Zylinderansatz 22 bei entsprechender Ausbildung des Tragteils 20 als weiterer Kompressionsraum genutzt werden, der über ein Einlassventil mit der Umgebung verbunden ist und über einen Kanal, in dem ein Steuerventil arbeitet, mit der Arbeits- kammer 6 verbunden ist, so dass dieser Raum als zusätzlicher Vorverdichtungsraum nutzbar ist, von dem aus die Arbeitskammer 6 mit zusätzlicher Ladung beschickbar ist. Es versteht sich, dass diese weitere Kammer nur bei entsprechendem Leistungs-bzw.

Drehmomentbedarf der Maschine für die Aufladung benutzt wird.

In Weiterbildung der geschilderten Maschine kann das in dem Zylinderansatz 22 arbei- tende Tragteil 20 zur Ausbildung einer Lichtmaschine als Lineargenerator verwendet wer- den. Des weiteren kann das Tragteil 20 oder ein mit ihm verbundenes Bauteil den Kolben einer Ölpumpe bilden, über die durch den Schaft 14 hindurch der Kolben 4 gekühlt wird, und so weiter.

Fig. 7 zeigt eine gegenüber den Figuren 1 und 4 abgeänderte Ausführungsform der Brenn- kraftmaschine. Bei dieser Brennkraftmaschine ist das Auslassventil vereinfacht ausgebil- det, indem die Ventilscheibe 66 fehlt und das Auslassventil lediglich durch wenigstens eine, vorzugsweise schlitzförmig mit Erstreckung des Schlitzes parallel zur Kolbenbewe- gung ausgebildete Auslassöffnung 64 gebildet ist, die in zweckentsprechender Höhe ange- ordnet ist, so daß sie vom Kolben 4 bei dessen Bewegung in Richtung auf den unteren Totpunkt vorzugsweise überfahren wird bzw. freigegeben wird, bevor der Kolben die obe- ren Durchlassöffnungen 56, die den Einlaß bilden, überfährt bzw. freigibt. Auf diese Wei- se ist ein außerordentlich einfacher, lediglich schlitzgesteuerter Zweitaktmotor geschaffen.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt des erfindungsgemäßen Zweitaktmotors mit der inte- grierten Frischladungskammer 50 ergibt sich, wenn Kraftstoff direkt in den Brennraum bzw. die Arbeitskammer 6 eingespritzt wird, indem wenigstens ein Einspritzventil gemäß Fig. 1 linksseitig der Zündkerze 90 angeordnet ist. Mit einem solchen Einspritzventil kann die Einspritzung des Kraftstoffes (Otto-Kraftstoff oder Diesel) derart gesteuert werden, daß kein unverbrannter Kraftstoff beim Ladungswechsel durch den Auslaß ausströmt, so daß der Wirkungsgrad verbessert und der Schadstoffgehalt des Abgases vermindert wird.

Die Direkteinspritzung kann bei beiden Ausführungsformen des Auslasses (gemäß Fig. 4 und gemäß Fig. 7) eingesetzt werden.

Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße, nach dem Zweitaktverfahren arbeitende Motor auch mehrzylindrig ausgebildet sein kann.

Ein Vorteil von Verbrennungsmotoren der geschilderten Art, bei der der Kolben linear geführt ist und nicht verkippen kann, liegt darin, dass außerordentlich einfache, im wesentlichen hemdlose Kolbenkonstruktionen möglich sind.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines solchen Kolbens : Der insgesamt mit 4 bezeichnete Kolben weist einen Grundkörper 96 auf, der beispielsweise aus Metall, vorteilhafterweise aus Metallguß, besteht. Der Grundkörper 96 bildet den tragenden Teil des Kolbens 4 und ist vorteilhafterweise zum Brennraum hin mit

einer Beschichtung 98, beispielsweise einem Keramikteil versehen, das hochtemperatur- fest ist und den Grundkörper 96 vor hohen Spitzentemperaturen schützt. Im dargestellten Beispiel weist der Kolben eine Mulde 100 auf, die insbesondere für direkt einspritzende Motoren günstig ist.

Umfangsseitig ist zwischen dem Grundkörper 96 und der Beschichtung 98 eine Nut ausgebildet, in der ein Kolbenring 102 angeordnet ist. Wie dargestellt, ist der Kolben hemdlos und die Abdichtung zwischen der Innenwand des Zylinders und dem Kolben erfolgt durch den Kolbenring 102. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Kolbenringe vorgesehen sein können. An seiner von der Beschichtung 98 abgewandten Seite weist der Grundkörper 96 ein Loch auf, in das der beispielsweise als Rohr ausgebildete Schaft 14 eingesetzt und darin beispielsweise durch Verschrauben oder auf sonst wie geeignete Art befestigt ist.

Die Herstellung des Kolbens kann beispielsweise erfolgen, indem zunächst die Be- schichtung 98 als ein Keramikteil vorgefertigt wird, das dann in eine Gußform eingelegt wird, in der der Grundkörper 96 gegossen wird. Anschließend wird der Schaft 14 am Grundkörper 96 befestigt und der Kolbenring 102 eingebracht.

Es versteht sich, dass auch andere Herstellverfahren möglich sind ; beispielsweise kann die Beschichtung auf den Grundkörper aufgesintert, aufgesputtert oder sonstwie aufgebracht werden. Alternativ kann der Kolben vollständig aus Keramik bestehen.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform eines Schaftes 14.

Der Schaft 14 weist zwei Kanäle 104 und 106 auf, wobei der Kanal 104 beispielsweise ein Kühlmittelzulaufkanal und der Kanal 106 ein Kühlmittelablaufkanal ist. Der Grundkörper 96 weist in diesem Fall an die Kanäle 104 und 106 angeschlossene Kanäle auf, die nahe an der brennraumseitigen Oberfläche des Grundkörpers 96 verlaufen und eine wirksame Kühlung des Kolbens zulassen. Die Kühlmittelversorgung, beispielsweise Ölversorgung des Zulaufkanals 104, folgt über eine Kühlmittelpumpe, beispielsweise Ölpumpe, die in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann.

Es versteht sich, dass die Beschichtung 98 nicht zwingend ist. Der Schaft 14 ist vorteilhafterweise dort, wo er durch die Trennwand 48 (Fig. 1) geführt ist, mit einer gleitfähigen Beschichtung versehen.

Ein Kolben der beschriebenen Bauart kann nicht nur für die vorstehend geschilderte Brennkraftmaschine verwendet werden, sondern eignet sich insbesondere für alle Brenn- kraftmaschinen mit über einen Schaft linear geführten Kolben.

Bezugszeichenliste 1 Stirnwand 2 Zylinder 4 Kolben 6 Arbeitskammer 14 Schaft 16 Kurbelwelle 18 Kurbelwelle 20 Tragteil 22 Zylinderansatz 24 Motorgehäuse 30 Scheibe 32 Schreibe 34 Scheibe 36 Scheibe 38 Welle 40 Welle 401 Wellenstummel 402 Wellenstummel 42 Außenverzahnung 44 Außenverzahnung 46 Pleuelzapfen 46 ; Pleuelzapfen 462 Pleuelzapfen 48 Trennwand 50 Frischladungskammer 52 Ringraum 54 untere Durchlaßöffnung 56 obere Durchlaßöffnung 58 Einlaßkanal 60 Einlaßventil

62 Drosselklappe 64 Auslaßöffnung 66 Ventilscheibe 68 Durchgangsöffnung 70 Auslasskanal 72 Gehäuseansatz 74 Welle 76 Ritzel 78 Welle 80 Zahnriemenscheibe 82 Zahnriemen 84 Zahnriemenscheibe 86 Spannrolle 88 Einspritzdüse 90 Zündkerze 92 Abdecksegment 96 Grundkörper 98 Beschichtung 100 Mulde 102 Kolbenring 104 Kanal 106 Kanal