Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung beschreibt einen Kompressor betriebenen
Ottomotor mit variablem Brennraum. Dies ist neu, denn die
bisherigen Motoren hatten alle eine mehr oder weniger tiefe
Ausbuchtung im Zylinderkopf, und zwar kugelförmig oder bei
seitengesteuerten Motoren länglich, die nicht verändert
werden konnte. Dadurch stand die Verdichtung in
unveränderlicher Form fest. Dert Doppelkolbenmotor DKD behebt
diesen Nachteil. Er weicht von der bisherigen Lösung
vollkommen ab.The invention describes a compressor operated
Gasoline engine with variable combustion chamber. This is new because that
previous engines all had a more or less deep
Bulge in the cylinder head, spherical or at
elongated side-controlled engines that have not changed
could be. As a result, the compression was in
unchangeable form. The double piston engine DKD fixes
this disadvantage. It differs from the previous solution
completely off.
Der schwedische Ingenieur Gillbrand
experimentiert mit einem Motor, wobei er einen ähnlichen
Grundgedanken verfolgt. Im Gegensatz zu mir verändert er den
ganzen Zylinderkopf durch Neigung, einschließlich der
Zylinder, des Kompressors und der Auspuffanlage. Da dieser
Block gegenüber der Ölwanne abgedichtet werden muß, entsteht
die Gefahr, daß die Dichtung spröde bzw. Verschleiß anfällig
wird. Die seitliche Verlagerung beträchtlicher Massen kostet
außerdem viel Energie, die vom Motor aufgebraucht werden muß
und beim Antrieb fehlt.The Swedish engineer Gillbrand
experimented with an engine, being a similar one
Basic ideas pursued. Unlike me, he changes that
whole cylinder head by inclination, including the
Cylinder, the compressor and the exhaust system. Because of this
Block must be sealed against the oil pan, arises
the risk that the seal becomes brittle or susceptible to wear
becomes. The lateral displacement of considerable masses costs
also a lot of energy that must be used up by the engine
and the drive is missing.
Beim Doppelkolbenmotor wird der ganze Fragenkomplex
zweckdienlicher und einfacher gelöst.With the double-piston engine, the whole question becomes complex
More convenient and easier solution.
Es besteht kein Unterschied, ob der Zylinderkopf einseitig
angehoben wird oder die Steuerkolben durch die Nockenwelle
gleichmäßig nach oben gerückt werden. Das muß auch so sein,
denn der Ladedruck ist ja auch in allen Zylindern gleich.
There is no difference whether the cylinder head is one-sided
is raised or the control piston by the camshaft
be moved up evenly. That must be the case
because the boost pressure is the same in all cylinders.
Beschreibungdescription
Unsere Motoren haben den Nachteil, daß bei ihnen im Hinblick
auf die Verdichtung ein Kompromiß geschlossen werden muß.
Während im Leerlauf die Verdichtung größer sein könnte, ist
sie bei höheren Drehzahlen zu groß. Durch die hohe
Verdichtung entsteht aber Wärme, die letztlich zur
Selbstentzündung des Gemisches führen kann, was sich im
sogenannten Klopfen äußert. Entzündet sich das Gemisch
früher als vorgesehen, so wird der Kolben von der Druckwelle
erfaßt, bevor er den oberen toten Punkt erreicht hat, was
zu einer großen Belastung der Lager führt. Dadurch muß der
Motor nicht gleich stehen bleiben, aber seine Leistung wird
gemindert und selbst die Lager der besten Motoren machen
diese Belastung nicht allzu lange mit. Kopfen ist also ein
Warnzeichen. Diese Erscheinung läßt sich aber nur durch eine
niedrigere Verdichtung vermeiden. Gleichzeitig bedeutet dies
aber nicht, daß weniger Gemisch bereitzustellen sei, denn
bei höherer Drehzahl soll ja auch eine bessere Leistung
erreicht werden. Dieser Gedankengang führte direkt zur
Einführung des Kompressors, der in der Lage ist, eine
größere Menge an Gemisch zu liefern. Dies hat wiederum eine
größere Kompression zur Folge, es sei denn, der Brennraum
wird vergrößert. Wie soll das geschehen? Im vorliegenden
Falle wird das Problem gelöst durch einen zweiten Kolben
(2), der sich anhebt. sobald die Drehzahl steigt. Damit wird
auf einfache und sichere Weise eine Vergrößerung des
Brennraumes geschaffen. Undichtheiten können dabei nicht
entstehen. Eine Schwachstelle im Hinblick auf den Verschleiß
ist ebenfalls nicht zu befürchten, da der zurückzulegende
Kolbenweg, im Vergleich zu dem eigentlichen Arbeitskolben
(1), minimal ist. Auch in Bezug auf die thermische Belastung
des Kolbens (2) dürfte es keine Schwierigkeiten geben, da er
zwischendurch von dem einströmenden Gemisch gekühlt wird und
durch die variable Kompression keine extremen Temperaturen
auftreten. Während sich der eigentliche Arbeitskolben (1)
entlang einer Wand bewegen muß, die durch die Verbrennungs-
und Auspuffgase belastet ist, wird Kolben (2) von einem
gekühlten Zylinder geführt. Das Anbringen von Kühlrippen im
Innern des Kolbens kann daher entfallen.The disadvantage of our engines is that they have to compromise on compression. While the compression could be greater when idling, it is too high at higher engine speeds. Due to the high compression, heat is generated, which can ultimately lead to self-ignition of the mixture, which is manifested in what is known as knocking. If the mixture ignites earlier than intended, the piston is struck by the pressure wave before it reaches the top dead center, which places a great load on the bearings. As a result, the engine does not have to stop the same, but its performance is reduced and even the bearings of the best engines do not withstand this load for too long. Heading is a warning sign. However, this phenomenon can only be avoided by lower compression. At the same time, however, this does not mean that less mixture has to be provided, because better performance is also to be achieved at higher speed. This line of thought led directly to the introduction of the compressor, which is able to deliver a larger amount of mixture. This in turn results in greater compression, unless the combustion chamber is enlarged. How is that supposed to happen? In the present case, the problem is solved by a second piston ( 2 ) that rises. as soon as the speed increases. This creates a simple and safe way to enlarge the combustion chamber. Leaks cannot occur. A weak point with regard to wear is also not to be feared, since the piston travel to be covered is minimal in comparison to the actual working piston ( 1 ). There should also be no difficulties with regard to the thermal load on the piston ( 2 ), since it is cooled in between by the inflowing mixture and no extreme temperatures occur due to the variable compression. While the actual working piston ( 1 ) has to move along a wall which is loaded by the combustion and exhaust gases, piston ( 2 ) is guided by a cooled cylinder. The installation of cooling fins inside the piston can therefore be omitted.
Das Absenken und Anheben des Kolbens (2) geschieht mit Hilfe
einer Welle (3), die exzentrische Nocken hat und durch einen
Fliehkraftregler gesteuert wird. Es ist aber auch eine
Regelung durch die Stellung des Gaspedals, die
Motorendrehzahl oder die Drehzahl des Kompressors möglich.The piston ( 2 ) is lowered and raised using a shaft ( 3 ) which has eccentric cams and is controlled by a centrifugal governor. However, regulation by the position of the accelerator pedal, the engine speed or the speed of the compressor is also possible.
Während man bei einem herkömmlichen Otto-Motor ein
Verdichtungsverhältnis von 1 : 10 zugrunde legt, schwankt dies
beim DKD zwischen 8 : 1 bei Vollast und 14 : 1 im Leerlauf. Wenn
auf Grund der geringen Menge der zugeführten
Verbrennungsgase die Temperatur im Brennraum niedrig bleibt,
ist ein Verdichtungsverhältnis von 14 : 1 möglich. Mit
steigender Drehzahl sinkt dieses bis 8 : 1. Dabei darf nicht
vergessen werden, daß der Kompressor mit anwachsender
Drehzahl immer leistungsfähiger wird und letztlich das
Gemisch mit großem Ladedruck in den Zylinder drückt. Dieser
Druck sorgt für eine gute Füllung der Zylinder, ganz im
Gegensatz zum Saugmotor, der mit dem atmosphärischen Druck
auskommen muß und bei dem sich bei hoher Drehzahl das
Problem der unzureichenden Füllung ergibt. Beim Turbomotor
aber war das Problem, das wie folgt darzustellen ist: Hohe
Drehzahl erzeugt höhen Ladedruck und damit hohe Verdichtung.
Hoher Ladedruck und hohe Verdichtung sind bisher aber
unvereinbar gewesen. Beim DKD aber führt eine hohe Drehzahl
zu niedriger Verdichtung. Damit wurde eine
Grundvoraussetzung für einen Hochleistungsmotor geschaffen.While one with a conventional gasoline engine
Compression ratio of 1:10, this fluctuates
at the DKD between 8: 1 at full load and 14: 1 at idle. If
due to the small amount of feed
Combustion gases the temperature in the combustion chamber remains low,
a compression ratio of 14: 1 is possible. With
increasing speed decreases to 8: 1
be forgotten that the compressor with increasing
Speed is becoming more and more powerful and ultimately that
Mixture with high boost pressure presses into the cylinder. This
Pressure ensures a good filling of the cylinders, all the way through
In contrast to the naturally aspirated engine, which works with atmospheric pressure
must get along and at which the high speed
Problem of insufficient filling results. With the turbo engine
but was the problem, which can be represented as follows: high
Speed generates high boost pressure and thus high compression.
So far, however, high boost pressure and high compression
been incompatible. At the DKD, however, there is a high speed
compression too low. This became one
Basic requirement for a high-performance engine created.
Ein 100 PS-Motor ist für einen Wagen der Golf-Klasse als
angemessen zu betrachten. Da diese Leistung mit dem DKD
aber schon mit einem wesentlich kleineren Motor zu erreichen
ist, wird entsprechend weniger Gemisch, d. h. letztlich
weniger Benzin verbraucht. Außerdem ist so ein kleiner Motor
leicht, was sich wiederum auf den Spritverbrauch auswirkt,
so daß insgesamt mit einem wesentlich geringeren Verbrauch
gerechnet werden kann.A 100 HP engine is considered appropriate for a Golf class car. However, since this performance can already be achieved with the DKD with a much smaller engine, less mixture, ie ultimately less gasoline, is consumed. In addition, such a small engine is light, which in turn affects fuel consumption, so that overall a much lower consumption can be expected.
Bei einer zu jeder Zeit optimalen Verdichtung tritt kein
Turboloch mehr auf, und durch die ständig effektive
Verbrennung erledigt sich auch die Abgasfrage weitgehend.
Damit ist ein weiterer Schritt zu einer sauberen Umwelt
getan.With optimal compression at all times there is no
Turbo lag more on, and through the constantly effective
Combustion largely eliminates the exhaust gas issue.
This is another step towards a clean environment
done.
Bedingt durch die hohe Literleistung, die etwa das Doppelte
der derzeit besten Dieselmotoren beträgt, kommt der
Ottomotor zur neuen Blüte und im Zusammenhang mit der hohen
Leistung und dem geringen Gewicht wird der DKD sogar für den
Flugzeugbau interessant.Due to the high liter output, which is about twice
of the best diesel engines currently available, comes the
Gasoline engine for new bloom and in connection with the high
Performance and light weight, the DKD is even for the
Aircraft construction interesting.