DE102014009349B4

DE102014009349B4 - internal combustion engine

Info

Publication number: DE102014009349B4
Application number: DE102014009349.2A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-29
Filing date: 2014-06-29
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: WO2016000672A1; DE102014009349A1

Abstract

Viertakt-Verbrennungsmotor umfassend ein Gehäuse (3) mit mindestens einem Verbrennungszylinder (4) und einen Zylinderkopf (2), der an das Gehäuse (3) angebracht ist und zumindest einen Verbrennungszylinder (4) abdeckt, wobei der Zylinderkopf (2) mindestens einen Gaseinlasskanal (11) und mindestens einen Gasauslasskanal (12) aufweist, wobei der Gaseinlasskanal (11) als auch der Gasauslasskanal (12) mindestens einem jeweiligen Verbrennungszylinder (4) zugeordnet sind, wobei der Gaseinlasskanal (11) mindestens ein Einlassventil (7) und der Gasauslasskanal (12) mindestens ein Auslassventil (7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Einlassventil (7) und das mindestens eine Auslassventil (7) jeweils starr mit dem Zylinderkopf (2) verbundene Einlassventilstöpsel (7) und Auslassventilstöpsel (7) sind und dass eine erste halbkreisförmige Ventilplatte (9a) und eine zweite halbkreisförmige Ventilplatte (9b) vorhanden sind, welche jeweils beweglich am Zylinderkopf (2) gelagert und in dem Verbrennungszylinder (4) verschiebbar angeordnet sind, wobei die erste Ventilplatte (9a) dem Gaseinlasskanal (11) und die zweite Ventilplatte (9b) dem Gasauslasskanal (12) zugeordnet ist und wobei die Ventilplatten (9a, 9b) zu jedem Ventilstöpsel (7) eine korrespondierende Durchbrechung (13) aufweisen.Four-stroke internal combustion engine comprising a housing (3) with at least one combustion cylinder (4) and a cylinder head (2) which is attached to the housing (3) and covers at least one combustion cylinder (4), wherein the cylinder head (2) at least one gas inlet channel (11) and at least one gas outlet channel (12), wherein the gas inlet channel (11) and the gas outlet channel (12) associated with at least one respective combustion cylinder (4), wherein the gas inlet channel (11) at least one inlet valve (7) and the gas outlet channel (12) at least one exhaust valve (7), characterized in that the at least one inlet valve (7) and the at least one exhaust valve (7) are each rigidly connected to the cylinder head (2) inlet valve stoppers (7) and exhaust valve stoppers (7) and a first semicircular valve plate (9a) and a second semicircular valve plate (9b) are provided, which are each movable on the cylinder head (2) g and in the combustion cylinder (4) are slidably disposed, wherein the first valve plate (9a) the gas inlet channel (11) and the second valve plate (9b) associated with the gas outlet channel (12) and wherein the valve plates (9a, 9b) to each valve plug (7) have a corresponding opening (13).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Viertakt-Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf.The present invention relates to a four-stroke internal combustion engine having a cylinder head.

Herkömmliche Zylinderköpfe für Verbrennungsmotoren mit Viertaktverfahren besitzen auf der Einlass- bzw. Auslassseite jeweils 2, 4 oder 5 Tellerventile. Diese gesteuerten Ventile sind für die zyklisch dosierte Zufuhr von der zu verbrennenden Luft oder des Luft-Kraftstoff Gemischs in den Zylinder sowie den Auslass der Abgase aus dem Zylinder zuständig. Das Einlassventil gibt den Querschnitt des Ansaugkanals zum Brennraum im Zylinder frei und das Auslassventil gibt die Auslasskanäle zum Ausschieben der verbrannten Gase frei. Über den Ventilhub öffnen die Ventile den Weg für die Ansaugluft vom Zylinderkopf zum Brennraum und für die Abgase vom Brennraum in den Auslass vom Zylinderkopf. Die freigegebene Fläche eines jeden Ventils ist somit ein Ringspalt, definiert durch den Umfang vom Querschnitt des freigegebenen Kanals und der Höhe des Ventilhubs. Durch diese von dem Ringspalt freigegebene Ringspaltfläche muss das Gas strömen.Conventional cylinder heads for four-stroke combustion engines have 2, 4 or 5 poppet valves on the intake and exhaust sides, respectively. These controlled valves are responsible for the cyclically metered supply of the air to be combusted or the air-fuel mixture into the cylinder as well as the outlet of the exhaust gases from the cylinder. The intake valve releases the cross-section of the intake passage to the combustion chamber in the cylinder, and the exhaust valve releases the exhaust ports for exhaustion of the burnt gases. Via the valve lift, the valves open the way for the intake air from the cylinder head to the combustion chamber and for the exhaust gases from the combustion chamber to the outlet of the cylinder head. The released area of each valve is thus an annular gap, defined by the circumference of the cross-section of the released channel and the height of the valve lift. Through this released from the annular gap annular gap surface, the gas must flow.

Normalerweise gibt es ein Einlassventil und ein Auslassventil (Zweiventiltechnik), zwei Einlassventile und zwei Auslassventile (Vierventiltechnik) oder drei Einlassventile und zwei Auslassventile (5 – Ventiltechnik). Die Evolution der Mehrventiltechnik zeigt das Bestreben einem Zylinder mehr Luftzufuhr (Luft-Kraftstoffgemisch) zu ermöglichen sowie die Strömungsverluste beim Ausschieben der Abgase zu verringern. Bei gleicher Bohrung (bzw. gleicher verfügbarer Querschnittsfläche für den Gaswechsel im Zylinderkopf über dem Zylinder) und bei gleichem Ventilhub ist dies möglich durch die Vergrößerung der gesamten Ringspaltfläche welche die Ventile freigeben. Eine Optimierung (Vergrößerung) dieser möglichen Ringspaltfläche bedeutet somit eine Mehrzahl an Ventilen welche den begrenzten Raum der Querschnittsfläche eines Zylinders besser ausfüllen. Somit kann der Füllungsgrad eines Zylinders (Luft oder Luft-Kraftstoffmasse die dem Zylinder zugefügt wird im Verhältnis zu der maximal theoretisch möglichen Luft oder Luft-Kraftstoffmasse im Zylinder) erhöht werden und die Leistung eines Zylinders gesteigert werden. Eine Verbesserung des Füllungsgrades ist besonders bei schnelllaufenden Motoren gefordert, denn mit zunehmender Drehzahl verringert sich proportional die Zeit in der der Gasaustausch stattfinden kann.Normally, there is an intake valve and an exhaust valve (two-valve technology), two intake valves and two exhaust valves (four-valve technology) or three intake valves and two exhaust valves (5-valve technology). The evolution of the multi-valve technology shows the desire to allow a cylinder more air supply (air-fuel mixture) and to reduce the flow losses when expelling the exhaust gases. With the same bore (or the same available cross-sectional area for the gas exchange in the cylinder head over the cylinder) and with the same valve lift, this is possible by increasing the total annular gap area which the valves release. An optimization (enlargement) of this possible annular gap surface thus means a plurality of valves which better fill the limited space of the cross-sectional area of a cylinder. Thus, the degree of filling of a cylinder (air or air-fuel mass added to the cylinder in relation to the maximum theoretically possible air or air-fuel mass in the cylinder) can be increased and the performance of a cylinder can be increased. An improvement in the degree of filling is particularly required in high-speed engines, because with increasing speed proportionally reduces the time in which the gas exchange can take place.

Ein Nachteil der herkömmlichen Tellerventile sind die Strömungsverluste die auftreten, weil das Gas den Ventilkopf umströmen muss. Auf der Einlassseite ist das Tellerventil strömungsgünstig gestaltet, aber Ventilschaft und Ventilkopf stehen unweigerlich im Gasstrom (Luft oder Luft-Kraftstoffgemisch) und verursachen somit einen Strömungswiderstand entgegen der Ansaugluft. Dadurch entstehen Strömungsverluste, welche einen höheren Kraftstoffverbrauch verursachen aufgrund eines reduzierten Wirkungsgrads des Motors.A disadvantage of the conventional poppet valves are the flow losses that occur because the gas must flow around the valve head. On the inlet side, the poppet valve is designed aerodynamically, but valve stem and valve head are inevitably in the gas flow (air or air-fuel mixture) and thus cause a flow resistance against the intake air. This results in flow losses, which cause higher fuel consumption due to a reduced efficiency of the engine.

Beim Ausspülen des Restgases im Zylinder, nach dem Abgas-Ausstoß-Takt des Kolbens, konzentrieren sich Gasrückstände im Brennraum hinter dem Einlassventil. Ventilüberschneidung erlaubt der Frischluft (Gasgemisch) das Restgas aus dem Restvolumen im Zylinder zu spülen. Der Kolben befindet sich hierfür um den oberen Totpunkt während Einlass- und Auslassventile gleichzeitig offen sind. Auch hier muss die Frischluft (Gasgemisch) das Einlassventil umspülen und ein Totraum bildet sich hinter dem Ventil. Verlängerte Ventilüberschneidung ermöglicht eine gründlichere Ausspülung vom Restgas, bedeutet aber auch höhere Spülverluste und einen geringeren Wirkungsgrad. Dies wird bei herkömmlichen Ventilen in Kauf genommen um eine bessere Zylinderfüllung und höhere Motorleistung zu erzielen.When flushing the residual gas in the cylinder, after the exhaust gas discharge stroke of the piston, concentrate gas residues in the combustion chamber behind the inlet valve. Valve overlap allows the fresh air (gas mixture) to purge the residual gas from the residual volume in the cylinder. The piston is at the top dead center for this purpose while intake and exhaust valves are open at the same time. Again, the fresh air (gas mixture) must flow around the inlet valve and a dead space forms behind the valve. Prolonged valve overlap allows a more thorough rinsing of the residual gas, but also means higher flushing losses and lower efficiency. This is accepted in conventional valves in order to achieve better cylinder filling and higher engine power.

Auf der Auslassseite ist das herkömmliche Ventil ein strömungsungünstiges Hindernis. Es formt eine kreisförmige Wand perpendikular zur Strömung. Diese geometrische Anordnung vom Ventil im Strömungsfluss verursacht hohe Strömungsverluste beim Ausschieben des Abgases. Dadurch kommt es zu weiteren Wirkungsgradverlusten des Motors.On the outlet side, the conventional valve is a flow-adverse obstacle. It forms a circular wall perpendicular to the flow. This geometric arrangement of the valve in the flow flow causes high flow losses when expelling the exhaust gas. This leads to further efficiency losses of the engine.

Bei Motoren betrieben mit moderner Benzindirekteinspritzung kann es zudem zu einer Verkokung von Einlassventilen durch Probleme der Gemisch-Aufbereitung kommen. Bei manchen Betriebspunkten, wenn das Luft-Kraftstoff Verhältnis nicht genau stimmt, kann es zu lokalem Sauerstoffmangel und dadurch zu Rußbildung kommen. Eine Ablagerung von Ruß auf dem Kopf und Schaft von Einlassventilen beeinträchtigt die Frischgaszufuhr durch eine Minderung der verfügbaren Ringspaltfläche. Diese Ablagerung auf den Ventilen ist möglich, weil die Ventile in den Brennraum ragen während die Luft einströmt und das Benzin in den Zylinder eingespritzt wird oder auch weil die Ventile bei der Restgas Ausspülung von Restgasen umströmt werden. Solche Ablagerungen auf den Ventilen beeinträchtigen die Leistung und den Verbrauch eines Motors. Schlimmer noch, sie beeinträchtigen die Dichtwirkung der Ventile. In manchen Fällen kann es zu Bränden und Motorschäden führen.In engines operated with modern gasoline direct injection can also lead to a coking of intake valves through problems of the mixture preparation. At some operating points, if the air-fuel ratio is not accurate, local oxygen starvation may occur, resulting in soot formation. Deposition of soot on the head and stem of inlet valves impairs fresh gas supply by reducing the available annular gap area. This deposition on the valves is possible because the valves protrude into the combustion chamber while the air flows in and the gasoline is injected into the cylinder or because the valves are flowed around in the residual gas purging of residual gases. Such deposits on the valves affect the performance and consumption of an engine. Worse, they affect the sealing effect of the valves. In some cases, it can cause fires and engine damage.

Aus US 5 671 704 A ist ein Zylinderkopf mit einem starr mit dem Zylinderkopf verbundenen Ventil und einer beweglich am Zylinderkopf gelagerten Ventilplatte bekannt. Weitere Beispiele für Ventilplatte und starr mit dem Zylinderkopf verbundenen Ventilen sind aus EP 0 935 062 A2 , WO 2012 118757 A1 und DE 694 11 391 T2 bekannt. Beispiele für einen Zylinderkopf für eine Zweitaktbrennkraftmaschine sind aus WO 2012 149915 A2 und FR 2 745 328 A1 bekannt. Aus DE 44 35 899 A1 ist bekannt, Ventile am Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors mit jeweils mindestens einer Einlaß- und Auslaß-Öffnung im Zylinderkopf derart anzuordnen, dass die Öffnungen mit einem einzigen gemeinsamen Ventil, jede einzelne Öffnung zusätzlich jeweils mit einer ventilähnlichen Scheibe überdeckt sind.Out US 5 671 704 A is a cylinder head with a rigidly connected to the cylinder head valve and a movably mounted on the cylinder head valve plate known. Other examples of valve plate and rigidly connected to the cylinder head valves are off EP 0 935 062 A2 . WO 2012 118757 A1 and DE 694 11 391 T2 known. Examples of a cylinder head for a two-stroke internal combustion engine are out WO 2012 149915 A2 and FR 2 745 328 A1 known. Out DE 44 35 899 A1 It is known to arrange valves on the cylinder head of an internal combustion engine, each with at least one inlet and outlet opening in the cylinder head such that the openings are additionally covered with a single common valve, each opening in each case with a valve-like disc.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einen Verbrennungsmotor mit einem verbesserten Gaswechsel anzugeben.The object of the invention is to provide a combustion engine with an improved gas exchange.

Diese Aufgaben werden mit dem Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These objects are achieved with the internal combustion engine according to the features of patent claim 1.

Die Erfindung geht aus von einem Viertakt-Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf, wobei der Zylinderkopf einen Gaskanal mit mindestens einem Ventil umfasst. Gemäß der Erfindung ist das mindestens eine Ventil ein starr mit dem Zylinderkopf verbundener Ventilstöpsel. Ferner ist dem Gaskanal eine Ventilplatte zugeordnet. Diese Ventilplatte ist beweglich am Zylinderkopf gelagert. Ferner weist die Ventilplatte Durchbrechungen auf, welche mit dem mindestens einen Ventilstöpsel des Gaskanals korrespondieren. Die Durchbrechungen in der Ventilplatte sind beispielsweise kreisförmig, oval, halbkreisförmig, rechteckig oder als Kombination daraus ausgebildet. Insbesondere können die Durchbrechungen eine beliebige Öffnungsform aufweisen. Für den Fall, dass auf einer Ventilplatte mehrere Durchbrechungen ausgebildet sind, können die Durchbrechungen unterschiedliche Formen aufweisen und/oder die Querschnittsflächen der Durchbrechungen können unterschiedlich sein. Insbesondere können Durchbrechungen in Gruppen angeordnet sein, d. h. unterschiedliche Gruppen von Durchbrechungen weisen jeweils Durchbrechungen mit unterschiedlichen Formen und/oder unterschiedlichen Querschnittsflächen auf. Mit anderen Worten, bei mehreren Durchbrechungen auf einer Ventilplatte können die einzelnen Durchbrechungen unterschiedliche Durchmesser bei jeweils gleicher Öffnungsform aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die einzelnen Durchbrechungen unterschiedliche Öffnungsformen aufweisen, d. h. eine erste Gruppe von Durchbrechungen weist eine kreisförmige Öffnung auf und eine zweite Gruppe weist eine rechteckige Öffnung auf.The invention is based on a four-stroke internal combustion engine with a cylinder head, wherein the cylinder head comprises a gas channel with at least one valve. According to the invention, the at least one valve is a valve plug rigidly connected to the cylinder head. Furthermore, the gas channel is assigned a valve plate. This valve plate is movably mounted on the cylinder head. Further, the valve plate has openings, which correspond to the at least one valve plug of the gas channel. The openings in the valve plate are, for example, circular, oval, semicircular, rectangular or formed as a combination thereof. In particular, the openings may have any opening shape. In the event that a plurality of openings are formed on a valve plate, the openings may have different shapes and / or the cross-sectional areas of the openings may be different. In particular, apertures may be arranged in groups, i. H. different groups of openings each have openings with different shapes and / or different cross-sectional areas. In other words, with several openings on a valve plate, the individual openings may have different diameters, each with the same opening shape. But it is also possible that the individual openings have different opening shapes, d. H. a first group of apertures has a circular opening and a second group has a rectangular opening.

Ein Gaskanal in einem Zylinderkopf, z. B. der Einlasskanal oder der Auslasskanal weist, entsprechend den aus dem Stand der Technik bekannten Zylinderköpfen, mindestens ein Ventil auf. Dieses Ventil in einem Gaskanal ist im Gegensatz zum Stand der Technik nicht beweglich am Zylinderkopf gelagert, sondern es ist in der vorliegenden Erfindung starr mit dem Zylinderkopf verbunden. Das Ventil wird im Weiteren somit als Ventilstöpsel bezeichnet.A gas channel in a cylinder head, z. B. the inlet channel or the outlet channel, according to the known from the prior art cylinder heads, at least one valve. In contrast to the prior art, this valve in a gas duct is not movably mounted on the cylinder head, but in the present invention it is rigidly connected to the cylinder head. The valve is hereinafter referred to as valve plug.

Der Ventilstöpsel kann zum Beispiel an den Zylinderkopf angeformt sein. Es ist aber auch möglich, dass der Ventilstöpsel in den Zylinderkopf geschraubt ist oder an den Zylinderkopf geschweisst ist. Der Ventilstöpsel besteht im Wesentlichen aus einem Ventilschaft und einem Ventilteller, wobei der Ventilschaft an den Zylinderkopf angebracht ist und zwar derart, dass der Ventilstöpsel unbeweglich ist, d. h. der Ventilstöpsel kann im Gegensatz zum Stand der Technik keine Bewegung axial zum Ventilschaft ausführen.The valve plug may be molded to the cylinder head, for example. But it is also possible that the valve plug is screwed into the cylinder head or welded to the cylinder head. The valve plug essentially consists of a valve stem and a valve disc, the valve stem being attached to the cylinder head in such a way that the valve plug is immovable, i. H. the valve plug can perform no movement axially to the valve stem, in contrast to the prior art.

Dem Gaskanal, z. B. dem Einlasskanal oder dem Abgasauslasskanal ist eine Ventilplatte zugeordnet. Die Ventilplatte ist z. B. senkrecht zur Achse des Ventilschafts des Ventilstöpsels ausgerichtet. Diese Ventilplatte ist beweglich am Zylinderkopf gelagert. Die Ventilplatte weist eine oder mehrere Durchbrechungen auf. Diese Durchbrechungen korrespondieren mit den Ventilstöpseln des Gaskanals. Mit anderen Worten, jedem Ventilstöpsel des Gaskanals ist genau eine Durchbrechung in der Ventilplatte zugeordnet. Eine Durchbrechung dient der Durchleitung von Gas in den Gaskanal oder aus dem Gaskanal heraus. Diese Ventilplatte dient dazu, den Gaskanal abzuschließen bzw. zu öffnen. Beim Schließen des Gaskanals wird die Ventilplatte in Richtung der Ventilstöpsel bewegt. Die Ventilstöpsel greifen dabei formschlüssig in die entsprechenden Durchbrechungen der Ventilplatte ein. Durch das formschlüssige Eingreifen der Ventilstöpsel in die Durchbrechungen wird eine zuverlässige Abdichtung des Gaskanals gewährleistet.The gas channel, z. B. the inlet channel or the Abgasauslasskanal a valve plate is assigned. The valve plate is z. B. aligned perpendicular to the axis of the valve stem of the valve plug. This valve plate is movably mounted on the cylinder head. The valve plate has one or more openings. These openings correspond to the valve stoppers of the gas channel. In other words, each valve plug of the gas channel is assigned exactly one opening in the valve plate. An aperture serves to pass gas into the gas channel or out of the gas channel. This valve plate is used to complete or open the gas channel. When closing the gas channel, the valve plate is moved in the direction of the valve plug. The valve plugs engage positively in the corresponding openings of the valve plate. By the positive engagement of the valve plug in the openings a reliable seal of the gas channel is ensured.

In einer Ausführungsform weist der Gaskanal einen umlaufenden Ventilsitzring zur Aufnahme der Ventilplatte auf. Dieser Ventilsitzring ist hierbei in den Zylinderkopf eingearbeitet. Der Ventilstöpsel weist einen umlaufenden Ventilsitzring zum Eingriff in die Durchbrechung in der Ventilplatte auf. Die Ventilplatte weist in ihrem Randbereich eine umlaufende Sitzpanzerung auf zur Abdichtung gegen den Ventilsitzring des Gaskanals. Die Ventilplatte weist ferner im Randbereich der Durchbrechung eine umlaufende Sitzpanzerung auf zur Aufnahme des Ventilstöpsels und zur Abdichtung gegen den Ventilsitzring des Ventilstöpsels. Der Gaskanal ist somit vollständig abdichtbar. Die Abdichtung des Gaskanals erfolgt somit nicht über die Bewegung eines Tellerventils, sondern über die Bewegung einer Ventilplatte mit Durchbrechungen, wobei die Ventilplatte gegen den Gaskanal und über die Durchbrechungen gegen die feststehenden Ventilstöpsel abschließt.In one embodiment, the gas channel has a circumferential valve seat ring for receiving the valve plate. This valve seat ring is incorporated here in the cylinder head. The valve plug has a circumferential valve seat ring for engaging the aperture in the valve plate. The valve plate has in its edge region a circumferential seat armor to seal against the valve seat ring of the gas channel. The valve plate also has in the edge region of the opening a circumferential seat armor for receiving the valve plug and for sealing against the valve seat ring of the valve plug. The gas channel is thus completely sealable. The sealing of the gas channel is thus carried out not via the movement of a poppet valve, but via the movement of a valve plate with openings, wherein the valve plate terminates against the gas channel and via the openings against the fixed valve plug.

Der Zylinderkopf des vorgeschlagenen Viertakt-Verbrennungsmotors ermöglicht eine Verbesserung der Gasführung einerseits aus dem Gaskanal heraus in einen an den Zylinderkopf angrenzenden Verbrennungsraum eines Verbrennungszylinders und andererseits aus einem Verbrennungsraum heraus in den Gaskanal hinein. Bei geöffnetem Gaskanal und wenn Gas aus dem Zylinderkopf in einen Verbrennungsraum einströmt, kann das Gas auf direktem und kürzerem Weg in den Verbrennungsraum einströmen, ohne dass das Gas dabei den Ventilschaft oder den Ventilkopf umströmen muss, wodurch es zu Strömungsverlusten kommen kann. In diesem Fall strömt das Gas aus dem Gaskanal im Zylinderkopf direkt durch die ein oder mehreren Durchbrechungen in der Ventilplatte in den Verbrennungsraum. Die kreisförmigen Durchbrechungen ermöglichen ein Durchströmen ohne wesentlichen Strömungsverlust.The cylinder head of the proposed four-stroke internal combustion engine makes it possible to improve the gas guidance on the one hand from the gas duct into a combustion chamber of a combustion cylinder adjoining the cylinder head and on the other hand from a combustion chamber Combustion chamber out into the gas channel. When the gas channel is open and when gas flows from the cylinder head into a combustion chamber, the gas can flow directly and shorter way into the combustion chamber, without the gas must flow around the valve stem or the valve head, which can lead to flow losses. In this case, the gas flows from the gas passage in the cylinder head directly through the one or more openings in the valve plate in the combustion chamber. The circular openings allow a flow through without significant flow loss.

Mit anderen Worten, das Gas strömt hierbei aus dem Gaskanal durch eine Ringspaltfläche zwischen der Durchbrechung in der Ventilplatte und dem Ventilteller des Ventilstöpsels in einen mit dem Zylinderkopf verbindbaren Verbrennungsraum. Diese Ringspaltfläche kann dadurch vergrößert werden, dass die Zahl der Durchbrechungen und damit die Zahl der Ventilstöpsel vergrößert wird. Es ist z. B. möglich in der Ventilplatte 2, 3, 4, 5 Durchbrechungen und im Gaskanal entsprechend 2, 3, 4 oder 5 Ventilstöpsel vorzusehen. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, mehr als 5 Durchbrechungen in der Ventilplatte bzw. 5 Ventilstöpsel im Gaskanal vorzusehen.In other words, the gas flows from the gas channel through an annular gap surface between the opening in the valve plate and the valve plate of the valve plug into a combustion chamber which can be connected to the cylinder head. This annular gap area can be increased by increasing the number of openings and thus the number of valve stoppers. It is Z. B. possible in the valve plate 2, 3, 4, 5 openings and provided in the gas channel according to 2, 3, 4 or 5 valve plug. Of course, it is also possible to provide more than 5 openings in the valve plate or 5 valve plugs in the gas channel.

Durch die Erhöhung der Anzahl an Durchbrechungen und Ventilstöpseln wird somit im Gegensatz zum Stand der Technik bei gleichem Hub der Ventilplatte ein Überangebot an effektiver Ringspaltfläche geschaffen. Dadurch wird gegenüber herkömmlichen Zylinderköpfen mit beweglichen Tellerventilen bei gleichem Hub der Ventilplatte ein größerer Atmungsquerschnitt bis zur Dichtplatte gewährleistet. Das Luft-Gasgemisch-Angebot vor Eintritt in den Verbrennungszylinder ist somit effektiv größer und besser verteilt. Die Drosselung dieses Luftangebots durch die kreisförmigen Bohrungen der Dichtplatte erzeugt im Ansaugtakt eine sehr schnelle Ladebewegung. Die durch die Druckdifferenz generierten Jet-Säulen strömen mit sehr hoher Geschwindigkeit auf kürzestem Weg verteilt über die gesamte Fläche der Ventilplatte in den Verbrennungsraum. Höhere Einströmgeschwindigkeit bedeutet eine turbulentere Ladung, eine bessere Mischung vom Luft-Kraftstoff Gemisch und eine schnellere und gründlichere Verbrennung.By increasing the number of openings and valve stoppers thus an oversupply of effective annular gap surface is created in contrast to the prior art at the same stroke of the valve plate. As a result, a larger breathing cross-section is guaranteed up to the sealing plate over conventional cylinder heads with movable poppet valves with the same stroke of the valve plate. The air-gas mixture supply before entering the combustion cylinder is thus effectively larger and better distributed. The throttling of this air supply through the circular holes of the sealing plate generated in the intake stroke a very fast charging movement. The generated by the pressure difference jet columns flow at very high speed over the shortest path distributed over the entire surface of the valve plate in the combustion chamber. Higher inflow speed means a more turbulent charge, a better mixture of the air-fuel mixture and a faster and more thorough combustion.

Auch bei geöffnetem Gaskanal und wenn Gas aus dem Verbrennungsraum in den Gaskanal gedrückt wird, kann das Gas direkt in den Gaskanal abgeleitet werden, wobei es nur zu geringen Strömungsverlusten kommt. Beim Ableiten des Gases strömt das Gas durch die Öffnungen in der Ventilplatte direkt in den Gaskanal des Zylinderkopfes ohne den Ventilkopf oder den Ventilschaft umströmen zu müssen, wodurch Strömungsverluste entstehen könnten.Even with the gas channel open and when gas is forced out of the combustion chamber into the gas channel, the gas can be discharged directly into the gas channel, whereby only small flow losses occur. When the gas is discharged, the gas flows through the openings in the valve plate directly into the gas channel of the cylinder head without having to flow around the valve head or the valve stem, which could result in flow losses.

Ablagerungen auf den Ventiloberflächen wie bei einem Tellerventil sind auf Grund der Konstruktion, geometrischen Anordnung und Anströmung bei den feststehenden Ventilstöpseln mit beweglicher Ventilplatte nicht möglich. Die Bohrungen in der Ventilplatte, durch welche das Gasgemisch strömt, lassen keine Ablagerungen auf der Dichtfläche zu.Deposits on the valve surfaces as with a poppet valve are not possible due to the construction, geometric arrangement and flow in the fixed valve stoppers with movable valve plate. The holes in the valve plate, through which the gas mixture flows, do not allow any deposits on the sealing surface.

In einer Ausführungsform sind die Ventilstöpsel mit einer Kühleinrichtung verbunden. Zum Beispiel können die Ventilstöpsel über einen Kühlkanal direkt mit einer Wasserkühlung im Zylinderkopf verbunden sein. Die wassergekühlten Ventilstöpsel können somit über ihren Ventilsitz zyklisch Wärme von den Ventilplatten abführen. In einer weiteren Ausführungsform können die Ventilplatten hohl ausgeführt sein und beispielsweise mit Natrium gefüllt sein. Dadurch ist es möglich, dass durch die oszillierende Bewegung der Ventilplatte beim Betrieb des Zylinderkopfes die Wärme gleichmäßig über die Ventilplatte verteilt wird.In one embodiment, the valve stoppers are connected to a cooling device. For example, the valve stoppers can be connected via a cooling channel directly to a water cooling in the cylinder head. The water-cooled valve stoppers can thus cyclically dissipate heat from the valve plates via their valve seat. In a further embodiment, the valve plates may be hollow and, for example, filled with sodium. This makes it possible that the heat is distributed evenly over the valve plate by the oscillating movement of the valve plate during operation of the cylinder head.

Die oben dargestellten Ausführungen für einen Zylinderkopf mit einem einzigen Gaskanal, z. B. für ein Zweitaktverfahren, gelten selbstverständlich auch für einen Zylinderkopf mit mindestens einem Gaseinlasskanal und mindestens einem Abgasauslasskanal, z. B. für ein Viertaktverfahren oder ein Zweitaktverfahren mit Umkehrspülung.The above embodiments for a cylinder head with a single gas channel, z. B. for a two-stroke process, of course, apply to a cylinder head with at least one gas inlet channel and at least one Abgasauslasskanal, z. B. for a four-stroke process or a two-stroke process with reverse purge.

In einer Ausführungsform weist der Zylinderkopf mindestens einen Gaseinlasskanal und mindestens einen Abgasauslasskanal auf. Im Gaseinlasskanal sind mindestens ein Einlassventilstöpsel und im Abgasauslasskanal mindestens ein Auslassventilstöpsel vorhanden. Dem mindestens einen Gaseinlasskanal ist eine erste Ventilplatte und dem mindestens einen Abgasauslasskanal ist eine zweite Ventilplatte zugeordnet. Insbesondere ist bei mehreren Gaseinlasskanälen die erste Ventilplatte allen Gaseinlasskanälen zugeordnet und bei mehreren Abgasauslasskanälen die zweite Ventilplatte allen Abgasauslasskanälen zugeordnet.In one embodiment, the cylinder head has at least one gas inlet channel and at least one exhaust gas outlet channel. At least one inlet valve plug is present in the gas inlet channel and at least one outlet valve plug is present in the exhaust gas outlet channel. The at least one gas inlet channel is a first valve plate and the at least one exhaust gas outlet channel is associated with a second valve plate. In particular, in the case of a plurality of gas inlet channels, the first valve plate is assigned to all gas inlet channels, and in the case of several exhaust gas outlet channels, the second valve plate is assigned to all exhaust gas outlet channels.

Die erste Ventilplatte weist Durchbrechungen auf, welche zu den Einlassventilstöpseln der ein oder mehreren Gaseinlasskanälen korrespondieren. Die zweite Ventilplatte weist Durchbrechungen auf, welche zu den Auslassventilstöpseln der ein oder mehreren Abgasauslasskanälen korrespondieren.The first valve plate has apertures corresponding to the inlet valve plugs of the one or more gas inlet channels. The second valve plate has openings which correspond to the exhaust valve plugs of the one or more exhaust gas outlet channels.

Wie bereits oben erläutert, strömt das in einen an den Zylinderkopf anbringbaren Verbrennungszylinder einströmende oder herausströmende Gas durch ein oder mehrere Durchbrechungen in einer Ventilplatte. Insbesondere strömt das Gas durch eine Ringspaltfläche, welche durch die Abmessung der Durchbrechung und den Ventilhub, also die Auslenkung der Ventilplatte definiert ist. Je größer die Ringspaltfläche, umso mehr Gas kann pro Zeiteinheit durch die Ringspaltfläche strömen.As already explained above, the gas entering or flowing out of a combustion cylinder attachable to the cylinder head flows through one or more openings in a valve plate. In particular, the gas flows through an annular gap surface, which by the dimension of Opening and the valve lift, so the deflection of the valve plate is defined. The larger the annular gap area, the more gas can flow through the annular gap area per unit of time.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Zahl der Durchbrechungen in der Ventilplatte und damit die Zahl der Ventilstöpsel im Gaskanal nahezu beliebig gewählt werden kann. Außerdem ist es möglich die Geometrie (Öffnungsquerschnitt) der Durchbrechungen in der Ventilplatte beliebig zu wählen. Darüber hinaus können in einer Ventilplatte Durchbrechungen mit unterschiedlichen Geometrien verwendet werden. Dadurch kommt es zu einer turbulenten Ladungsströmung durch die Ventilplatte. Damit kann die Ladung des Verbrennungszylinders mit dem Luft-Kraftstoffgemisch und damit die Verbrennung positiv beeinflusst werden.An advantage of the invention is that the number of openings in the valve plate and thus the number of valve stoppers in the gas channel can be chosen almost arbitrarily. It is also possible to choose the geometry (opening cross-section) of the openings in the valve plate as desired. In addition, perforations with different geometries can be used in a valve plate. This results in a turbulent flow of charge through the valve plate. Thus, the charge of the combustion cylinder with the air-fuel mixture and thus the combustion can be positively influenced.

Bei bekannten Zylinderköpfen wird konstruktionsbedingt maximal eine 5-Ventiltechnik verwendet, das bedeutet, dass auf im Einlasskanal drei Ventile und im Auslasskanal zwei Ventile verwendet werden. Diese Ventile müssen jeweils synchron betätigt werden.In known cylinder heads, a maximum of 5-valve technology is used by design, which means that two valves are used in the inlet channel and three valves in the outlet channel. These valves must each be operated synchronously.

Ein weiterer Vorteil ist, dass mit der Verwendung von Ventilplatten mit mehreren Durchbrechungen ein geringerer Ventilhub als bei herkömmlichen beweglichen Ventilen nötig ist, um eine gleiche Ringspaltfläche zu erzeugen.Another advantage is that with the use of multi-aperture valve plates, a smaller valve lift is required than with conventional movable valves to produce a same annular gap area.

In der nachfolgenden Berechnung wird die effektive Ringspaltfläche für einen Zylinder mit zwei Einlassventilen gemäß dem Stand der Technik einer effektiven Ringspaltfläche von 12 Durchbrechungen in einer Ventilplatte bei gleichem Ventilhub gegenübergestellt. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Querschnitte der zwei Einlassventile bzw. die Querschnitte der 12 Durchbrechungen auf der Hälfte des Querschnitts eines Verbrennungszylinders mit einem Durchmesser von 62 mm gleichmäßig verteilt sind.In the following calculation, the effective annular gap area for a prior art cylinder with two inlet valves is contrasted with an effective annular gap area of 12 openings in a valve plate at the same valve lift. Here, it is assumed that the cross sections of the two inlet valves and the cross sections of the 12 openings are evenly distributed on the half of the cross section of a combustion cylinder with a diameter of 62 mm.

Bei einem Einlassventil gemäß dem Stand der Technik wird ein Durchmesser des Ventiltellers von 20 mm angenommen. Hieraus ergibt sich bei einem Ventilhub von 10 mm eine effektive Ringspaltfläche von 6,28 cm² pro Einlassventil. Für zwei Einlassventile ergibt sich somit eine effektive Ringspaltfläche von 12,54 cm².In an inlet valve according to the prior art, a diameter of the valve disc of 20 mm is assumed. This results in a valve lift of 10 mm an effective annular gap area of 6.28 cm ² per inlet valve. For two inlet valves, this results in an effective annular gap area of 12.54 cm ² .

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird für eine Durchbrechung ein Durchmesser von 7 mm angenommen. Hieraus ergibt sich bei einem Ventilhub, also einer Auslenkung der Ventilplatte um 10 mm eine effektive Ringspaltfläche von 2,20 cm². Bei 12 Durchbrechungen ergibt dies eine gesamte effektive Ringspaltfläche von 26,4 cm². Es ist zu erkennen, dass durch die erhöhte Zahl von Durchbrechungen in der Ventilplatte eine größere effektive Ringspaltfläche zur Verfügung gestellt werden kann.According to the present invention, a diameter of 7 mm is assumed for an opening. This results in a valve lift, ie a deflection of the valve plate by 10 mm, an effective annular gap area of 2.20 cm ² . With 12 openings, this gives a total effective annular gap area of 26.4 cm ² . It can be seen that a larger effective annular gap area can be provided by the increased number of openings in the valve plate.

Eine Vielzahl von Ventilstöpseln vergrößert die effektive Ringspaltfläche zwischen Brennraum und Gaskanal gegenüber herkömmlichen 2, 4 oder 5 Ventilköpfen erheblich. Somit kann bei gleicher Zylinderbohrung mehr Luft (Gasgemisch) in den Verbrennungszylinder gesaugt werden (oder gedrückt werden bei aufgeladenen Motoren). Weiterhin muss das Gasgemisch kein Ventil umspülen, sondern gelangt auf direktem Weg durch die Durchbrechungen in der Ventilplatte in den Verbrennungszylinder. Das Gasgemisch bildet beim Einströmen in den Brennraum eine Anzahl von Jet Säulen die über eine größere Fläche und direkteren Weg gegenüber herkömmlichen Ventilen in den Brennraum gelangen kann.A large number of valve stoppers considerably increases the effective annular gap area between the combustion chamber and the gas channel compared with conventional 2, 4 or 5 valve heads. Thus, with the same cylinder bore more air (gas mixture) can be sucked into the combustion cylinder (or be pressed in turbocharged engines). Furthermore, the gas mixture does not have to flow around a valve, but passes directly through the openings in the valve plate into the combustion cylinder. As it flows into the combustion chamber, the gas mixture forms a number of jet columns which can enter the combustion chamber over a larger area and more directly away from conventional valves.

Die erste und zweite Ventilplatte sind jeweils unabhängig voneinander am Zylinderkopf gelagert. Beispielsweise ist eine Ventilplatte mit einem mit dem Zylinderkopf verbindbaren Ventiltrieb verbunden. Es können alle aus dem Stand der Technik bekannten Ventiltriebe verwendet werden, insbesondere mechanisch gesteuerte Nocken mit Übertragungselementen wie Schlepphebel, Schwinghebel oder Kipphebel. Der Ventiltrieb kann aber auch hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch gesteuert werden. Alle Arten von bekannten variablem Ventiltrieb, welche auch Tellerventile antreiben, können mit leichten konstruktiven Änderungen und Anpassungen verwendet werden.The first and second valve plate are each mounted independently of each other on the cylinder head. For example, a valve plate is connected to a valve drive connectable to the cylinder head. It can be used all known from the prior art valve trains, especially mechanically controlled cam with transmission elements such as finger lever, rocker arm or rocker arm. The valve train can also be controlled hydraulically, pneumatically or electromagnetically. All types of known variable valve train that also drive poppet valves can be used with slight design changes and adjustments.

Durch die erste und zweite Ventilplatte werden der Gaseinlasskanal und der Abgasauslasskanal voneinander getrennt.By the first and second valve plate, the gas inlet channel and the Abgasauslasskanal are separated from each other.

Der erfindungsgemäße Viertakt-Verbrennungsmotor umfasst ein Gehäuse mit mindestens einem Verbrennungszylinder und einem Zylinderkopf. Der Zylinderkopf ist an das Gehäuse angebracht und deckt zumindest einen Verbrennungszylinder des Viertakt-Verbrennungsmotors ab. Der Zylinderkopf weist mindestens einen Gaseinlasskanal und mindestens einen Gasauslasskanal auf, wobei der Gaseinlasskanal als auch der Gasauslasskanal mindestens einem jeweiligen Verbrennungszylinder zugeordnet sind. Der Gaseinlasskanal weist mindestens ein Einlassventil und der Abgasauslasskanal weist mindestens ein Auslassventil auf. Mit anderen Worten, jeder Verbrennungszylinder ist mit einem Gaseinlasskanal und einem Abgasauslasskanal des Zylinderkopfes verbunden und der Gaseinlasskanal als auch der Abgasauslasskanal weisen jeweils mindestens ein Ventil auf.The four-stroke internal combustion engine according to the invention comprises a housing with at least one combustion cylinder and a cylinder head. The cylinder head is attached to the housing and covers at least one combustion cylinder of the four-stroke internal combustion engine. The cylinder head has at least one gas inlet channel and at least one gas outlet channel, wherein the gas inlet channel and the gas outlet channel are assigned to at least one respective combustion cylinder. The gas inlet channel has at least one inlet valve and the exhaust gas outlet channel has at least one outlet valve. In other words, each combustion cylinder is connected to a gas inlet passage and an exhaust outlet passage of the cylinder head, and the gas inlet passage and the exhaust outlet passage each have at least one valve.

Der Viertakt-Verbrennungsmotor zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Einlassventil und das mindestens eine Auslassventil jeweils starr mit dem Zylinderkopf verbundene Einlassventilstöpsel und Auslassventilstöpsel sind. Ferner sind eine erste halbkreisförmige Ventilplatte und eine zweite halbkreisförmige Ventilplatte vorhanden, welche jeweils beweglich am Zylinderkopf gelagert und in dem Verbrennungszylinder verschiebbar angeordnet sind. Die erste Ventilplatte ist dabei dem Gaseinlasskanal und die zweite Ventilplatte ist dem Gasauslasskanal zugeordnet. Beide Ventilplatten weisen Durchbrechung auf, welche zu den Einlassventilstöpsel bzw. Auslassventilstöpsel korrespondieren.The four-stroke internal combustion engine is characterized in that the at least one inlet valve and the at least one outlet valve each rigidly connected to the cylinder head Intake valve plugs and exhaust valve plugs are. Further, a first semicircular valve plate and a second semicircular valve plate are provided, which are each movably mounted on the cylinder head and slidably disposed in the combustion cylinder. The first valve plate is the gas inlet channel and the second valve plate is associated with the gas outlet channel. Both valve plates have openings corresponding to the intake valve stoppers and the exhaust valve stoppers, respectively.

Die feststehenden Ventilstöpsel und die beweglichen um einen Ventilhub auslenkbaren Ventilplatten bringen eine Verbesserung im Gaswechsel durch einen Zylinderkopf in einem Verbrennungsmotor durch die Minderung der Füllungsverluste der Ansaugluft auf dem Weg zum Verbrennungszylinder und eine Minderung der Strömungsverluste beim Ausschieben des Abgases.The fixed valve stoppers and the variable valve-lift deflectable valve plates bring about an improvement in the gas exchange through a cylinder head in an internal combustion engine by reducing the filling loss of the intake air on the way to the combustion cylinder and reducing the exhaust gas exhaust flow loss.

Bei gleichen motorischen Randbedingungen (Hubraum, Bohrung, Ansaugluft-Unterdruck, Ladedruck, Ansaugluft-Temperatur, Ventilhub, Drehzahl etc.) erzielen die feststehenden Ventilstöpsel und die beweglichen um einen Ventilhub auslenkbaren Ventilplatten eine verbesserte Füllung des Verbrennungszylinders, was ausschlaggebend ist für ein höheres Drehmoment sowie eine höhere Leistung in einem Verbrennungsmotor. Zudem, durch eine Minderung der Gaswechselverluste, erzielen sie einen höheren Wirkungsgrad und somit einen geringeren Verbrauch bei vergleichbaren Motoren mit beweglichen Ventilen und fehlender Ventilplatte.Under the same engine constraints (displacement, bore, intake air vacuum, boost pressure, intake air temperature, valve lift, speed, etc.), the fixed valve stoppers and variable valve lift deflectable valve plates provide improved combustion cylinder filling, which is critical for greater torque as well as a higher power in an internal combustion engine. In addition, by reducing the gas exchange losses, they achieve higher efficiency and thus lower consumption in comparable engines with moving valves and missing valve plate.

Im Ansaugtakt wird die erste Ventilplatte geöffnet und die zweite Ventilplatte geschlossen. Das bedeutet die zweite Ventilplatte dichtet den Verbrennungsraum vom Gasauslasskanal ab. Die erste Ventilplatte wird um einen vorbestimmten Ventilhub bewegt. Die Bewegung erfolgt dabei in den Verbrennungsraum hinein. Gas, insbesondere Luft oder ein Luft-Kraftstoffgemisch strömt aus dem Gaseinlasskanal durch die von feststehenden Ventilstöpseln freigegebenen Durchbrechungen (Öffnungen) in der ersten Ventilplatte in den Verbrennungsraum.In the intake stroke, the first valve plate is opened and the second valve plate is closed. This means that the second valve plate seals the combustion chamber from the gas outlet channel. The first valve plate is moved by a predetermined valve lift. The movement takes place into the combustion chamber. Gas, in particular air or an air-fuel mixture flows from the gas inlet channel through the openings released by fixed valve stoppers (openings) in the first valve plate in the combustion chamber.

Im Kompressionstakt wird die erste Ventilplatte geschlossen. Das bedeutet die erste Ventilplatte dichtet den Verbrennungsraum von Gaseinlasskanal ab. Die zweite Ventilplatte bleibt geschlossen.In the compression stroke, the first valve plate is closed. This means that the first valve plate seals the combustion chamber from the gas inlet channel. The second valve plate remains closed.

Im Arbeitstakt bleiben die erste und zweite Ventilplatte geschlossen. Durch den ansteigenden Druck im Verbrennungsraum werden die erste und zweite Ventilplatte gegen den Ventilsitz im Zylinderkopf und gegen die Ventilsitze der feststehenden Ventilstöpsel gedrückt. Insbesondere wird die erste Ventilplatte an den am Zylinderkopf ausgeführten Ventilsitz am Gaseinlasskanal und die zweite an den am Zylinderkopf ausgeführten Ventilsitz am Abgasauslasskanal gedrückt. Dabei werden jeweils die Sitzpanzerungen in den Randbereichen der Durchbrechungen der beiden Ventilplatten gegen die Ventilsitze der jeweils korrespondierenden Ventilstöpsel gedrückt.In the power stroke, the first and second valve plate remain closed. Due to the increasing pressure in the combustion chamber, the first and second valve plate are pressed against the valve seat in the cylinder head and against the valve seats of the fixed valve plug. In particular, the first valve plate is pressed against the valve seat running on the cylinder head at the gas inlet channel and the second at the valve head running on the cylinder head on the exhaust gas outlet channel. In each case, the seat armor in the edge regions of the openings of the two valve plates are pressed against the valve seats of the respective corresponding valve plug.

Im Ausstoßtakt wird die zweite Ventilplatte um einen vorbestimmten Ventilhub bewegt. Die Bewegung erfolgt dabei in den Verbrennungsraum hinein. Dadurch werden die Durchbrechungen in der zweiten Ventilplatte von feststehenden Ventilstöpseln im Abgasauslasskanal freigegeben und das Abgas im Verbrennungszylinder kann ausgestoßen werden. Die erste Ventilplatte bleibt geschlossen. Somit ist gewährleistet, dass das Abgas ausschließlich in den Abgasauslasskanal geleitet wird. Das Schließen einer Ventilplatte bedeutet im Folgenden, dass die Ventilplatte den Verbrennungsraum von dem jeweiligen Gaskanal abdichtet, indem die Ventilplatte gegen den Ventilsitz am Zylinderkopf und gegen den Ventilsitz an den Ventilstöpseln gedrückt ist. Die Ventilplatte dient somit auch als Dichtplatte. Für Restgasausspülung können in einer Ausführungsform die erste und die zweite Dichtplatten gegen Ende des Ausstoßtakts, d. h. wenn der Kolben um den oberen Totpunkt fährt, leicht geöffnet sein.In the exhaust stroke, the second valve plate is moved by a predetermined valve lift. The movement takes place into the combustion chamber. Thereby, the apertures in the second valve plate are released from fixed valve stoppers in the exhaust gas outlet passage and the exhaust gas in the combustion cylinder can be ejected. The first valve plate remains closed. This ensures that the exhaust gas is exclusively conducted into the exhaust gas outlet channel. The closing of a valve plate means below that the valve plate seals the combustion chamber of the respective gas channel by the valve plate is pressed against the valve seat on the cylinder head and against the valve seat on the valve stoppers. The valve plate thus also serves as a sealing plate. For residual gas purging, in one embodiment, the first and second sealing plates may be closed towards the end of the exhaust stroke, i. H. when the piston is driving around top dead center, it should be slightly open.

Die oben genannten Ausführungen für den Viertakt-Verbrennungsmotor gelten analog auch für einen Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Umkehrspülung. In diesem Fall sind im Spültakt, d. h. der Kolben befindet sich um den unteren Totpunkt, beide Ventilplatten geöffnet, d. h. Gaseinlasskanal und Abgasauslasskanal sind geöffnet. Im Kompressionstakt und im Arbeitstakt sind beide Ventilplatten verschlossen, d. h. die Gaskanäle sind abgedichtet.The above-mentioned versions for the four-stroke internal combustion engine apply analogously to a two-stroke internal combustion engine with reverse purge. In this case, in the scavenging cycle, i. H. the piston is at bottom dead center, both valve plates open, d. H. Gas inlet duct and exhaust gas outlet duct are open. In the compression stroke and in the power stroke both valve plates are closed, d. H. the gas channels are sealed.

Vorgeschlagen wird ein Zweitakt-Verbrennungsmotor, welcher ein Gehäuse mit mindestens einem Verbrennungszylinder und einen Zylinderkopf umfasst. Der Zylinderkopf ist an das Gehäuse angebracht und deckt zumindest einen Verbrennungszylinder des Zweitakt-Verbrennungsmotors ab. Der Zylinderkopf weist mindestens einen Gaseinlasskanal auf, wobei der Gaseinlasskanal mindestens einem jeweiligen Verbrennungszylinder zugeordnet ist. Der Gaseinlasskanal weist mindestens ein Einlassventil auf. Mit anderen Worten, jeder Verbrennungszylinder ist mit einem Gaseinlasskanal des Zylinderkopfes verbunden und der Gaseinlasskanal weist mindestens ein Ventil auf.Proposed is a two-stroke internal combustion engine, which comprises a housing with at least one combustion cylinder and a cylinder head. The cylinder head is attached to the housing and covers at least one combustion cylinder of the two-stroke internal combustion engine. The cylinder head has at least one gas inlet channel, wherein the gas inlet channel is associated with at least one respective combustion cylinder. The gas inlet channel has at least one inlet valve. In other words, each combustion cylinder is connected to a gas inlet channel of the cylinder head and the gas inlet channel has at least one valve.

Der Zweitakt-Verbrennungsmotor zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Einlassventil ein starr mit dem Zylinderkopf verbundener Einlassventilstöpsel ist. Ferner ist eine kreisförmige Ventilplatte vorhanden, welche beweglich am Zylinderkopf gelagert und in dem Verbrennungszylinder verschiebbar angeordnet ist. Die Ventilplatte ist dem Gaseinlasskanal zugeordnet. Die Ventilplatte weist Durchbrechungen auf, welche zu den Einlassventilstöpseln korrespondieren.The two-stroke internal combustion engine is characterized in that the at least one inlet valve is an inlet valve plug rigidly connected to the cylinder head. Further, a circular valve plate is provided, which is movably mounted on the cylinder head and slidably disposed in the combustion cylinder. The valve plate is assigned to the gas inlet channel. The valve plate points Openings which correspond to the inlet valve plugs.

Das Abgas wird bei einem Zweitakt-Verbrennungsmotor mit direkter und großflächiger Gleichstromspülung idealerweise im unteren Bereich des Verbrennungszylinders ausgebracht. Bei großen Zweitakt-Dieselmotoren im Marinebereich mit Gleichstromspülung von unten nach oben wird das Abgas üblicherweise im oberen Bereich des Verbrennungszylinders ausgebracht, gegenüber dem großflächigen Einlass im unteren Bereich des Verbrennungszylinders.The exhaust gas is ideally applied in the lower region of the combustion cylinder in a two-stroke internal combustion engine with direct and large-area DC purge. In large marine two-cycle diesel engines with bottom-to-top DC purge, the exhaust gas is usually discharged in the upper portion of the combustion cylinder, opposite the large-area intake in the lower portion of the combustion cylinder.

Die feststehenden Ventilstöpsel und die beweglichen um einen Ventilhub auslenkbaren Ventilplatten gewährleisten bei geschlossenen Ventilplatten einen idealen Verbrennungsraum.The fixed valve stoppers and the movable valve plates, which can be deflected by one valve lift, ensure an ideal combustion chamber when the valve plates are closed.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Art der verwendeten Kolben in den Verbrennungsmotoren nicht beeinträchtigt wird, so kann z. B. bei einem Dieselmotor ein Kolben mit Brennraummulde verwendet werden.Another advantage of the invention is that the type of pistons used in the internal combustion engines is not affected, so z. B. in a diesel engine, a piston with combustion chamber trough are used.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to figures. Show it:

1 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungszylinder eines Verbrennungsmotors mit Zylinderkopf in einer ersten und zweiten Stellung gemäß dem Stand der Technik, 1 3 shows a schematic cross section through a combustion cylinder of an internal combustion engine with cylinder head in a first and second position according to the prior art,

2 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungszylinder eines Verbrennungsmotors mit Zylinderkopf mit einer Ventilplatte in einer ersten und zweiten Stellung gemäß der Erfindung, 2 a schematic cross section through a combustion cylinder of an internal combustion engine with a cylinder head with a valve plate in a first and second position according to the invention,

3 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungszylinder eines Verbrennungsmotors mit Zylinderkopf mit einem Ventil in einer dritten Stellung gemäß der Erfindung, 3 a schematic cross section through a combustion cylinder of an internal combustion engine with a cylinder head with a valve in a third position according to the invention,

4 einen schematischen Querschnitt durch einen Zylinderkopf mit zwei Ventilen gemäß der Erfindung 4 a schematic cross section through a cylinder head with two valves according to the invention

5 eine schematische Darstellung einer ersten und zweiten Ventilplatte in einem Verbrennungszylinder in Draufsicht. 5 a schematic representation of a first and second valve plate in a combustion cylinder in plan view.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungszylinders eines Verbrennungsmotors 1 mit Zylinderkopf 2 gemäß dem Stand der Technik. In der oberen Darstellung ist das Ventil 7 geschlossen, z. B. während des Arbeitstakts des Verbrennungsmotors 1. In der unteren Darstellung ist das Ventil 7 geöffnet, z. B. während dem Ansaugtakt des Verbrennungsmotors 1. 1 shows a schematic cross section through a combustion cylinder of an internal combustion engine 1 with cylinder head 2 according to the prior art. In the upper illustration is the valve 7 closed, z. B. during the power stroke of the engine 1 , In the lower illustration is the valve 7 opened, z. B. during the intake stroke of the engine 1 ,

1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 mit einem Gehäuse 3 mit einem Verbrennungszylinder 4 und mit einem Zylinderkopf 2. Die Wandung des Verbrennungszylinders 4 ist mit aus dem Stand der Technik bekannten Methoden gekühlt. An das Gehäuse 3 ist ein Zylinderkopf 2 angebracht, welcher den Verbrennungszylinder 4 abdeckt. In dem Zylinderkopf 2 ist ein Ventil 7, insbesondere ein Tellerventil mit einem Ventilschaft und einem Ventilkopf angeordnet. Dieses Tellerventil 7 ist beweglich in dem Zylinderkopf 2 gelagert und mit einer Ventilsteuerung verbunden. Die Lagerung des Tellerventils und die Ventilsteuerung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. 1 shows an internal combustion engine 1 with a housing 3 with a combustion cylinder 4 and with a cylinder head 2 , The wall of the combustion cylinder 4 is cooled by methods known in the art. To the case 3 is a cylinder head 2 attached, which the combustion cylinder 4 covers. In the cylinder head 2 is a valve 7 , In particular, a poppet valve arranged with a valve stem and a valve head. This poppet valve 7 is movable in the cylinder head 2 stored and connected to a valve control. The storage of the poppet valve and the valve control are not shown for reasons of clarity.

Zwischen dem Verbrennungszylinder 4 und dem Zylinderkopf 2 ist eine Zylinderkopfdichtung 19 ausgeführt. In dem Zylinderkopf 2 ist ein Gaskanal 11, z. B. ein Ansaugluftkrümmer ausgeführt. In dem Verbrennungszylinder 4 ist ein axial beweglich ausgeführter Hubkolben 6 dargestellt, welcher zusammen mit dem Zylinderkopf 2 einen Brennraum 5 im Verbrennungszylinder 4 einschließt. Zündkerzen oder Einspritzdüsen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Einem Fachmann sind entsprechende Positionierungen bekannt.Between the combustion cylinder 4 and the cylinder head 2 is a cylinder head gasket 19 executed. In the cylinder head 2 is a gas channel 11 , z. B. a Ansaugluftkrümmer executed. In the combustion cylinder 4 is an axially movable executed reciprocating piston 6 shown, which together with the cylinder head 2 a combustion chamber 5 in the combustion cylinder 4 includes. Spark plugs or injectors are not shown for reasons of clarity. A person skilled in the corresponding positioning are known.

Die obere Darstellung in 1 zeigt ein geschlossenes Ventil 7. Das Ventil 7 sitzt auf einem im Zylinderkopf 2 ausgeführten umlaufenden Ventilsitz 14. Das Ventil 7 dichtet den Brennraum 5 vom Gaskanal 11 ab.The upper illustration in 1 shows a closed valve 7 , The valve 7 sits on one in the cylinder head 2 executed circumferential valve seat 14 , The valve 7 seals the combustion chamber 5 from the gas channel 11 from.

In der unteren Darstellung in 1 bewegt sich der Hubkolben 6 im Ansaugtakt des Motors 1 nach unten (Pfeilrichtung), wodurch ein Unterdruck im Brennraum 5 entsteht. Gleichzeitig wird das Ventil 7 geöffnet und zwar mittels einer Ventilsteuerung (nicht dargestellt), welche über einen Schlepp- oder Kipphebel (nicht dargestellt) auf den Ventilschaft 7a wirkt. Das Ventil 7 wird somit um einen Ventilhub 20 in den Brennraum 5 gelenkt. Die einströmende Luft bzw. das einströmende Luft-Kraftstoffgemisch strömt durch den Gaskanal 11 in den Brennraum 5 ein. Dabei umströmt (Pfeile) das Gemisch im Brennraum 5 den Ventilkopf 7b. Durch den langen und richtungswechselnden Strömungsweg um den Ventilkopf 7b entsteht unterhalb des Ventilkopfes 7b ein Totraum 8, welcher die erzielte Füllung und die Qualität des Gemisches beeinträchtigen kann.In the lower illustration in 1 the reciprocating piston moves 6 in the intake stroke of the engine 1 down (arrow), creating a vacuum in the combustion chamber 5 arises. At the same time the valve 7 opened and that by means of a valve control (not shown), which via a towing or rocker arm (not shown) on the valve stem 7a acts. The valve 7 is thus a valve lift 20 in the combustion chamber 5 directed. The incoming air or the incoming air-fuel mixture flows through the gas channel 11 in the combustion chamber 5 one. It flows around (arrows) the mixture in the combustion chamber 5 the valve head 7b , Through the long and directional flow path around the valve head 7b arises below the valve head 7b a dead space 8th which can affect the achieved filling and the quality of the mixture.

2 zeigt einen Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse mit einem Verbrennungszylinder und mit einem Zylinderkopf mit einer Ventilplatte in einer ersten (Kompressions- bzw. Arbeitstakt) und zweiten Stellung (Ansaugtakt) gemäß der Erfindung. In 2 sind mit in 1 übereinstimmende Komponenten mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. 2 shows an internal combustion engine with a housing with a combustion cylinder and with a cylinder head with a valve plate in a first (compression) and second position (intake stroke) according to the invention. In 2 are in with 1 matching components with the same reference numeral.

An dem Zylinderkopf 2 ist ein feststehender Ventilstöpsel 7 angeordnet. Dieser Ventilstöpsel 7 weist einen Ventilschaft 7a und einen Ventilkopf 7b auf. Der Ventilstöpsel 7 ist dabei derart mit dem Zylinderkopf 2 verbunden, dass keine axiale Bewegung in Richtung Brennraum 5 möglich ist. Eine Ventilplatte 9 mit Durchbrechungen 13 ist beweglich am Zylinderkopf 2 gelagert. 2 zeigt beispielhaft aus Gründen der Übersichtlichkeit einen Zylinderkopf 2 mit einem Ventilstöpsel 7 und eine Ventilplatte 9 mit einer Durchbrechung 13. On the cylinder head 2 is a fixed valve plug 7 arranged. This valve plug 7 has a valve stem 7a and a valve head 7b on. The valve plug 7 is doing so with the cylinder head 2 connected, that no axial movement towards the combustion chamber 5 is possible. A valve plate 9 with openings 13 is movable on the cylinder head 2 stored. 2 shows an example of reasons of clarity, a cylinder head 2 with a valve plug 7 and a valve plate 9 with an opening 13 ,

Die Ventilplatte 9 ist um einen vorbestimmbaren Ventilhub 20 axial zum Ventilschaft 7a des Ventilstöpsels 7 verschiebbar. Die Ventilplatte 9 ist hierbei mit einer Ventilsteuerung (nicht dargestellt) verbunden. Insbesondere sind Halterungen 18 vorhanden, welche an der zylinderkopfseitigen Oberseite der Ventilplatte 9 angebracht sind und im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Ventilplatte bzw. parallel zum Ventilschaft 7a des Ventilstöpsel 7 verlaufend in den Zylinderkopf 2 geführt und dort befestigt und gelagert sind (nicht dargestellt). Diese Halterungen 18 können z. B. Schaftstücke sein, wie sie im Stand der Technik bei Schaftstücken mit beweglichen Ventilen bekannt sind. Die Halterung 18 ist durch den Gaskanal 11 geführt. Die Halterung 18 wird z. B. von einer Nocke über eine Nockenwelle angetrieben, was zu einer Auslenkung der Ventilplatte 9 führt.The valve plate 9 is a predeterminable valve lift 20 axially to the valve stem 7a of the valve plug 7 displaceable. The valve plate 9 is in this case connected to a valve control (not shown). In particular, brackets 18 present, which on the cylinder head side top of the valve plate 9 are mounted and substantially perpendicular to the surface of the valve plate or parallel to the valve stem 7a the valve plug 7 running in the cylinder head 2 guided and secured and stored there (not shown). These mounts 18 can z. B. stem pieces, as are known in the art in shaft pieces with movable valves. The holder 18 is through the gas channel 11 guided. The holder 18 is z. B. driven by a cam via a camshaft, resulting in a deflection of the valve plate 9 leads.

Die obere Darstellung in 2 zeigt die Ventilplatte 9 beispielhaft im Kompressions- oder Arbeitstakt eines Viertakt-Verbrennungsmotors 1, wobei die Ventilplatte 9 den Brennraum 5 des Verbrennungszylinders 4 und den Gaskanal 11, 12 abdichtet. Der Gaskanal kann hierbei der Einlassgaskanal 11 oder der Abgasauslasskanal 12 sein. Hierbei sitzt die Ventilplatte 9 auf einem umlaufenden Ventilsitz 14, welcher am Zylinderkopf 2, insbesondere am Gaskanal 11, 12 angebracht ist und gleichzeitig auf einem umlaufenden Ventilsitz 15, welcher an dem Ventilstöpsel 7 angebracht ist. Bei dem Ventilsitz 14, 15 kann es sich um Ventilsitzringe handeln. An der Ventilplatte 9 sind entsprechende Sitzpanzerungen 16, 17 im Bereich des Umfangs der Ventilplatte 9 und im Bereich des Umfangs der Durchbrechungen 13 vorgesehen, welche in die Ventilsitze 14, 15 eingreifen und somit eine zuverlässige Dichtung zwischen Brennraum 5 und Gaskanal 11, 12 gewährleisten. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Umfang der Ventilplatte 9 und der Umfang der Durchbrechung 13 mit einem Ventilsitz (Ventilsitzring) ausgeführt wird und die entsprechenden darin eingreifende Bereiche des Ventilstöpsels 7 und des Gaskanals 11, 12 mit einer Ventilsitzpanzerung.The upper illustration in 2 shows the valve plate 9 for example, in the compression or power stroke of a four-stroke internal combustion engine 1 , where the valve plate 9 the combustion chamber 5 of the combustion cylinder 4 and the gas channel 11 . 12 seals. The gas channel can hereby be the inlet gas channel 11 or the exhaust outlet duct 12 be. This is where the valve plate sits 9 on a revolving valve seat 14 , which on the cylinder head 2 , especially at the gas channel 11 . 12 is attached and at the same time on a circumferential valve seat 15 , which on the valve plug 7 is appropriate. At the valve seat 14 . 15 it may be valve seat rings. At the valve plate 9 are corresponding seat armor 16 . 17 in the region of the circumference of the valve plate 9 and in the region of the circumference of the openings 13 provided, which in the valve seats 14 . 15 intervene and thus a reliable seal between the combustion chamber 5 and gas channel 11 . 12 guarantee. Of course it is also possible that the circumference of the valve plate 9 and the extent of the opening 13 is performed with a valve seat (valve seat ring) and the corresponding engaging portions of the valve plug 7 and the gas channel 11 . 12 with a valve seat armor.

In der unteren Darstellung in 2 bewegt sich der Hubkolben 6 im Ansaugtakt des Motors nach unten (Pfeilrichtung), wodurch ein Unterdruck im Brennraum 5 entsteht. Gleichzeitig wird die Ventilplatte 9 in Richtung des Brennraums 5 um einen Ventilhub 20 mittels einer Ventilsteuerung (nicht dargestellt) bewegt. Die Durchbrechungen 13 in der Ventilplatte 9 werden freigegeben. Die einströmende Luft bzw. das einströmende Luft-Kraftstoffgemisch strömt durch den Gaseinlasskanal 11 in den Brennraum 5 ein. Das Gas muss dabei den Ventilstöpsel 7 im Brennraum 5 nicht umspülen, sondern tritt direkt durch die Durchbrechungen 13 in der Ventilplatte 9 in den Brennraum 5 ein.In the lower illustration in 2 the reciprocating piston moves 6 in the intake stroke of the engine down (arrow), creating a vacuum in the combustion chamber 5 arises. At the same time the valve plate 9 in the direction of the combustion chamber 5 a valve lift 20 by means of a valve control (not shown) moves. The breakthroughs 13 in the valve plate 9 be released. The incoming air or the incoming air-fuel mixture flows through the gas inlet channel 11 in the combustion chamber 5 one. The gas must be the valve plug 7 in the combustion chamber 5 do not wash around, but step directly through the openings 13 in the valve plate 9 in the combustion chamber 5 one.

Das Gas strömt (Pfeile) dabei durch die Ringspaltfläche 10 zwischen Ventilstöpsel 7 und Ventilplatte 9 ohne nennenswerten Strömungswiderstand als Jet-Säule durch die kreisförmigen Durchbrechungen 13 in der Ventilplatte 9. Im Gegensatz zum Stand der Technik entsteht im Brennraum 5 kein Totraum 8. Durch eine Vergrößerung der Anzahl der Durchbrechungen 13 in der Ventilplatte 9 kann, wie bereits oben erläutert, die verfügbarer effektive Ringspaltfläche 10 für die Zufuhr von Gas in den Brennraum 5 vergrößert werden.The gas flows (arrows) through the annular gap surface 10 between valve plugs 7 and valve plate 9 without significant flow resistance as a jet column through the circular openings 13 in the valve plate 9 , In contrast to the prior art arises in the combustion chamber 5 no dead space 8th , By increasing the number of openings 13 in the valve plate 9 can, as already explained above, the available effective annular gap area 10 for the supply of gas into the combustion chamber 5 be enlarged.

In der unteren Darstellung in 2 ist zu erkennen, dass die Ringspaltfläche 10 bei der erfindungsgemäßen Anordnung außerhalb des Brennraums 5 gebildet wird, da die Ventilplatte 9 eine Trennung zwischen Brennraum 5 und Gaskanal 11, 12 darstellt.In the lower illustration in 2 it can be seen that the annular gap surface 10 in the inventive arrangement outside the combustion chamber 5 is formed because the valve plate 9 a separation between combustion chamber 5 and gas channel 11 . 12 represents.

Die untere Darstellung in 2 zeigt, wie bereits beschrieben die Ansaugseite eines Zylinderkopfes 2. Für die Auslassseite gilt allerdings entsprechendes (3). Im geöffneten Zustand, d. h. beim Ausstoßen der Abgase, ist die Ventilplatte 9 in den Brennraum 5 gedrückt und die Abgase passieren die vielen Durchbrechungen 13 in der Ventilplatte 9 ohne einen Ventilkopf 7b umströmen zu müssen. Die Ringspaltfläche 10 durch welchen die Abgase fließen müssen, befindet sich auch hier auf der Zylinderkopfseite im Auslassbereich des Abgasauslasskanal 12 und nicht im Brennraum 5. Eine Vielzahl von Durchbrechungen 13 ermöglicht auch hier eine erhebliche Vergrößerung der Ringspaltfläche 10.The lower illustration in 2 shows, as already described, the intake side of a cylinder head 2 , For the exhaust side, however, the corresponding ( 3 ). In the open state, ie when expelling the exhaust gases, is the valve plate 9 in the combustion chamber 5 pressed and the exhaust gases pass through the many openings 13 in the valve plate 9 without a valve head 7b to have to flow around. The annular gap surface 10 through which the exhaust gases have to flow is also located here on the cylinder head side in the outlet region of the exhaust gas outlet channel 12 and not in the combustion chamber 5 , A variety of openings 13 also allows a significant increase in the annular gap area 10 ,

3 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung eines Verbrennungsmotors gemäß 2 in einer weiteren Stellung (Ausstoßtakt). In 3 sind mit in 2 übereinstimmende Komponenten mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Ausstoßtakt, d. h. beim Ausstoßen der Abgase fährt der Hubkolben 6 nach oben (Pfeilrichtung), die Ventilplatte 9 ist geöffnet, d. h. die Ventilplatte 9 ist in den Brennraum 5 gedrückt. Die Abgase (Pfeile) durchströmen die Durchbrechung 13 in der Ventilplatte 9 und werden anschließend um den Ventilstöpsel 7 in den Abgasauslasskanal 12 geleitet. Hierbei umströmen die Abgase den Ventilstöpsel 7 nicht innerhalb des Brennraums 5, sondern erst nach Durchströmung der Durchbrechung 13 im Abgasauslasskanal 12. Beispielhaft ist in 3 nur eine Durchbrechung 13 gezeigt. Durch eine Vielzahl von Durchbrechungen 13 kann die Ringspaltfläche 10 vergrößert werden, so dass mehr Gas pro Zeiteinheit ausgestoßen werden kann, als es mit einem Zylinderkopf gemäß dem Stand der Technik mit beweglichen Ventilen möglich ist. 3 shows a schematic cross-sectional view of an internal combustion engine according to 2 in another position (exhaust stroke). In 3 are in with 2 matching components with the same reference numeral. In the exhaust stroke, ie when ejecting the exhaust gas moves the reciprocating piston 6 upwards (arrow direction), the valve plate 9 is open, ie the valve plate 9 is in the combustion chamber 5 pressed. The exhaust gases (arrows) flow through the opening 13 in the valve plate 9 and then around the valve plug 7 in the exhaust outlet duct 12 directed. In this case, the exhaust gases flow around the valve plug 7 not inside the combustion chamber 5 , but only after flow through the opening 13 in the exhaust gas discharge 12 , Exemplary is in 3 only one opening 13 shown. Through a variety of openings 13 can the annular gap area 10 be increased, so that more gas per unit time can be ejected than is possible with a cylinder head according to the prior art with movable valves.

Der Ventilstöpsel 7 ist wassergekühlt. Hierzu befindet sich innerhalb des Ventilschafts 7a und dem Ventilteller 7b ein Kühlkanal 21, welcher mit einer Kühlvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist. Somit ist es möglich, dass über den Ventilstöpsel 7 Wärme von der Ventilplatte 9 zyklisch, d. h. wenn die Ventilplatte 9 geschlossen ist, abgeführt werden kann.The valve plug 7 is water cooled. This is located inside the valve stem 7a and the valve plate 7b a cooling channel 21 , which is connected to a cooling device (not shown). Thus, it is possible that over the valve plug 7 Heat from the valve plate 9 cyclically, ie when the valve plate 9 closed, can be discharged.

Die bewegliche Ventilplatte 9 ist über eine Halterung 18, wie in 2 erläutert, im Zylinderkopf 2 gehalten.The movable valve plate 9 is over a bracket 18 , as in 2 explained, in the cylinder head 2 held.

4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Zylinderkopf mit zwei feststehenden Ventilstöpseln 7 und einer Ventilplatte 9 mit entsprechend zwei Durchbrechungen 13. Die beiden Ventilstöpsel 7 sind beispielsweise parallel zueinander angeordnet. 4 shows a schematic cross section through a cylinder head with two fixed valve stoppers 7 and a valve plate 9 with two openings 13 , The two valve plugs 7 For example, they are arranged parallel to each other.

Die Darstellung zeigt, dass beim Öffnen des Gaskanals 11, 12, d. h. beim Bewegen der Ventilplatte 9 in den Brennraum 5 z. B. im Ansaugtakt, Gas einerseits durch die Durchbrechungen 13 und anderseits am Rand der Ventilplatte 9 in den Brennraum 5 strömen kann. Insbesondere ist es möglich, dass die Oberseite der Ventilplatte 7, d. h. die gaskanalzugewandte Seite der Ventilplatte mit einer Maskierung (nicht dargestellt) versehen ist. Diese Maskierung dient dazu dem einströmenden Gas eine Drallströmung aufzuprägen.The illustration shows that when opening the gas channel 11 . 12 ie when moving the valve plate 9 in the combustion chamber 5 z. B. in the intake stroke, gas on the one hand through the openings 13 and on the other hand at the edge of the valve plate 9 in the combustion chamber 5 can flow. In particular, it is possible that the top of the valve plate 7 , That is, the gas channel facing side of the valve plate with a mask (not shown) is provided. This masking serves to impart a swirl flow to the incoming gas.

Auf der Oberseite, also der brennraumabgewandten Seite der Ventilplatte 9 sind Halterungen 18 vorgesehen zum Halten und Lagern der Ventilplatte 9 im Zylinderkopf 2. Diese Halterungen 18 können z. B. Metallstangen sein, welche an der Oberseite der Ventilplatte 9 befestigt sind und mit einem Lager im Zylinderkopf 2 (nicht dargestellt) verbunden sind und wie oben beschrieben z. B. über eine Nocke einer Nockenwelle angetrieben werden. Diese Halterungen 18 sind beispielsweise parallel zueinander ausgeführt.On the top, so the brennraumabgewandten side of the valve plate 9 are holders 18 intended for holding and storing the valve plate 9 in the cylinder head 2 , These mounts 18 can z. B. metal rods, which at the top of the valve plate 9 are fixed and with a bearing in the cylinder head 2 (not shown) are connected and z. B. are driven via a cam of a camshaft. These mounts 18 For example, they are parallel to each other.

5 zeigt in Draufsicht einen Verbrennungszylinder mit einer ersten und einer zweiten Ventilplatte 9a, 9b. Die erste Ventilplatte 9a und die zweite Ventilplatte 9b sind jeweils halbkreisförmig ausgebildet und senkrecht zur Zeichenebene im Verbrennungszylinder 4 beweglich angeordnet. In den Ventilplatten 9a, 9b sind Durchbrechungen 13 ausgebildet, in welche die Ventilstöpsel 7, welche am Zylinderkopf 2 fest angebracht sind, eingreifen können. 5 shows in plan view a combustion cylinder with a first and a second valve plate 9a . 9b , The first valve plate 9a and the second valve plate 9b are each semicircular and perpendicular to the plane in the combustion cylinder 4 movably arranged. In the valve plates 9a . 9b are breakthroughs 13 formed, in which the valve plug 7 , which on the cylinder head 2 are firmly attached, can intervene.

Beispielhaft weist jede Ventilplatte 9a, 9b drei Befestigungspunkte 18 auf, an welchen die Halterung für die Ventilplatte 9a, 9b befestigt ist. Diese Halterungen sind im Zylinderkopf gelagert. Eine solche Lagerung kann z. B. entsprechend einer Lagerung eines herkömmlichen beweglichen Tellerventils erfolgen.By way of example, each valve plate 9a . 9b three attachment points 18 on which the holder for the valve plate 9a . 9b is attached. These brackets are stored in the cylinder head. Such storage may, for. B. carried out according to a storage of a conventional movable poppet valve.

Beispielhaft ist die Anzahl der Durchbrechungen 13 der ersten Ventilplatte 9a gleich der Anzahl der Durchbrechungen der zweiten Ventilplatte 9b. Es ist aber auch möglich, dass die Ventilplatten 9a, 9b eine unterschiedliche Anzahl von Durchbrechungen 13 aufweisen. Insbesondere kann die Zahl der Durchbrechungen der Ventilplatte, welche dem Abgasauslasskanal zugeordnet ist kleiner sein als die Zahl der Durchbrechungen der Ventilplatte, welche dem Einlassgaskanal zugeordnet ist.An example is the number of openings 13 the first valve plate 9a equal to the number of openings of the second valve plate 9b , But it is also possible that the valve plates 9a . 9b a different number of openings 13 exhibit. In particular, the number of openings of the valve plate which is assigned to the exhaust gas outlet channel may be smaller than the number of openings of the valve plate which is assigned to the inlet gas channel.

In einer weiteren Ausführungsform kann die ansaugseitige Ventilplatte 9a, d. h. die Ventilplatte des Gaseinlasskanals größer ausgebildet sein, als die abgasseitige Ventilplatte 9b. Mit anderen Worten der Querschnitt der ansaugseitigen Ventilplatte 9a bezogen auf den Zylinderquerschnitt ist größer als der Querschnitt der abgasseitigen Ventilplatte 9b. Die ansaugseitige Ventilplatte 9a kann somit einen größeren Querschnitt als nur den halben Zylinderquerschnitt 4 (Zylinderbohrung) aufweisen. Hieraus ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich des Atmungsquerschnitts der ansaugseitigen Ventilplatte 9a, wodurch die Befüllung des Zylinders 4 verbessert werden kann.In a further embodiment, the suction-side valve plate 9a that is, the valve plate of the gas inlet channel may be made larger than the exhaust gas valve plate 9b , In other words, the cross section of the intake-side valve plate 9a based on the cylinder cross section is larger than the cross section of the exhaust gas valve plate 9b , The suction-side valve plate 9a thus can have a larger cross section than only half the cylinder cross section 4 (Cylinder bore) have. This results in further advantages in terms of the respiratory cross section of the suction-side valve plate 9a , whereby the filling of the cylinder 4 can be improved.

Wie bereits oben erwähnt, können die einzelnen Durchbrechungen einer Ventilplatte 9a, 9b unterschiedliche Formen und/oder Durchmesser aufweisen. Insbesondere ist es möglich, dass die erste Ventilplatte 9a Durchbrechungen mit anderen Durchmessern aufweist, als die zweite Ventilplatte 9b. Damit ist es möglich, dass pro Ventilplatte 9a, 9b zur Verfügung stehende Fläche besser ausgenutzt werden kann, so dass eine möglichst große Gasmenge pro Zeiteinheit durch die Ventilplatte und den mit dem Ventilstöpsel gebildeten Ringspalt transportiert werden kann.As already mentioned above, the individual openings of a valve plate 9a . 9b have different shapes and / or diameter. In particular, it is possible that the first valve plate 9a Having openings with different diameters, as the second valve plate 9b , Thus it is possible that per valve plate 9a . 9b available area can be better utilized, so that the largest possible amount of gas per unit time can be transported through the valve plate and the annular gap formed with the valve plug.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Verbrennungsmotorinternal combustion engine
22: Zylinderkopfcylinder head
33: Gehäusecasing
44: Verbrennungszylindercombustion cylinder
55: Brennraumcombustion chamber
66: Hubkolbenreciprocating
77: Ventil, VentilstöpselValve, valve plug
7a7a: Ventilschaftvalve stem
7b7b: Ventilkopfvalve head
88th: Totraumdead space
99: Ventilplattevalve plate
1010: RingspaltflächeAnnulus area
1111: GaseinlasskanalGas inlet channel
1212: Abgasauslasskanalexhaust gas discharge
1313: Durchbrechungperforation
1414: Ventilsitzring GaskanalValve seat ring gas duct
1515: Ventilsitzring VentilstöpselValve seat ring Valve plug
1616: Sitzpanzerung VentilplatteSeat armor valve plate
1717: Sitzpanzerung DurchbrechungSeat armor breakthrough
1818: Halterung VentilplatteBracket valve plate
1919: ZylinderkopfdichtungCylinder head gasket
2020: Ventilhubvalve

Claims

Viertakt-Verbrennungsmotor umfassend ein Gehäuse (3) mit mindestens einem Verbrennungszylinder (4) und einen Zylinderkopf (2), der an das Gehäuse (3) angebracht ist und zumindest einen Verbrennungszylinder (4) abdeckt, wobei der Zylinderkopf (2) mindestens einen Gaseinlasskanal (11) und mindestens einen Gasauslasskanal (12) aufweist, wobei der Gaseinlasskanal (11) als auch der Gasauslasskanal (12) mindestens einem jeweiligen Verbrennungszylinder (4) zugeordnet sind, wobei der Gaseinlasskanal (11) mindestens ein Einlassventil (7) und der Gasauslasskanal (12) mindestens ein Auslassventil (7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Einlassventil (7) und das mindestens eine Auslassventil (7) jeweils starr mit dem Zylinderkopf (2) verbundene Einlassventilstöpsel (7) und Auslassventilstöpsel (7) sind und dass eine erste halbkreisförmige Ventilplatte (9a) und eine zweite halbkreisförmige Ventilplatte (9b) vorhanden sind, welche jeweils beweglich am Zylinderkopf (2) gelagert und in dem Verbrennungszylinder (4) verschiebbar angeordnet sind, wobei die erste Ventilplatte (9a) dem Gaseinlasskanal (11) und die zweite Ventilplatte (9b) dem Gasauslasskanal (12) zugeordnet ist und wobei die Ventilplatten (9a, 9b) zu jedem Ventilstöpsel (7) eine korrespondierende Durchbrechung (13) aufweisen.Four-stroke internal combustion engine comprising a housing ( 3 ) with at least one combustion cylinder ( 4 ) and a cylinder head ( 2 ) connected to the housing ( 3 ) and at least one combustion cylinder ( 4 ), wherein the cylinder head ( 2 ) at least one gas inlet channel ( 11 ) and at least one gas outlet channel ( 12 ), wherein the gas inlet channel ( 11 ) as well as the gas outlet channel ( 12 ) at least one respective combustion cylinder ( 4 ), wherein the gas inlet channel ( 11 ) at least one inlet valve ( 7 ) and the gas outlet channel ( 12 ) at least one outlet valve ( 7 ), characterized in that the at least one inlet valve ( 7 ) and the at least one outlet valve ( 7 ) each rigid with the cylinder head ( 2 ) associated inlet valve plugs ( 7 ) and exhaust valve plugs ( 7 ) and that a first semicircular valve plate ( 9a ) and a second semicircular valve plate ( 9b ) are present, which each movable on the cylinder head ( 2 ) and stored in the combustion cylinder ( 4 ) are arranged displaceably, wherein the first valve plate ( 9a ) the gas inlet channel ( 11 ) and the second valve plate ( 9b ) the gas outlet channel ( 12 ) and wherein the valve plates ( 9a . 9b ) to each valve plug ( 7 ) a corresponding opening ( 13 ) exhibit.

Viertakt-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseinlasskanal (11) und der Gasauslasskanal (12) einen umlaufenden Ventilsitz (14) zur Aufnahme der zugeordneten Ventilplatte (9a, 9b) und die Ventilstöpsel (7) einen umlaufenden Ventilsitz (15) zum Eingriff in die Durchbrechung (13) aufweisen, und dass jede Ventilplatte (9a, 9b) eine den Randbereich der Ventilplatte (9a, 9b) umlaufende Sitzpanzerung (16) zur Abdichtung gegen den Ventilsitz (14) des zugeordneten Gaskanals (11, 12) aufweist und der Randbereich der Durchbrechung (13) in einer Ventilplatte (9a, 9b) eine umlaufende Sitzpanzerung (17) zur Abdichtung gegen den Ventilsitz (15) des zugeordneten Ventilstöpsels (7) aufweist, derart, dass der Gaseinlasskanal (11) und der Gasauslasskanal (12) vollständig abdichtbar sind.Four-stroke internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the gas inlet duct ( 11 ) and the gas outlet channel ( 12 ) a circumferential valve seat ( 14 ) for receiving the associated valve plate ( 9a . 9b ) and the valve plugs ( 7 ) a circumferential valve seat ( 15 ) for engaging in the opening ( 13 ), and that each valve plate ( 9a . 9b ) one the edge region of the valve plate ( 9a . 9b ) circumferential seat armor ( 16 ) for sealing against the valve seat ( 14 ) of the associated gas channel ( 11 . 12 ) and the edge region of the opening ( 13 ) in a valve plate ( 9a . 9b ) a circumferential seat armor ( 17 ) for sealing against the valve seat ( 15 ) of the associated valve plug ( 7 ), such that the gas inlet channel ( 11 ) and the gas outlet channel ( 12 ) are completely sealable.

Viertakt-Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einem Ventilstöpsel (7) zugeordnete Durchbrechung (13) in der Ventilplatte (9a, 9b) unterschiedliche Formen und/oder Durchmesser aufweisen können.Four-stroke internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the one valve plug ( 7 ) associated aperture ( 13 ) in the valve plate ( 9a . 9b ) may have different shapes and / or diameters.

Viertakt-Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilplatte (9a) Durchbrechungen (13) mit anderen Durchmessern aufweist, als die zweite Ventilplatte (9b).Four-stroke internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the first valve plate ( 9a ) Breakthroughs ( 13 ) with different diameters than the second valve plate ( 9b ).

Viertakt-Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstöpsel (7) mit einer Kühleinrichtung verbunden sind.Four-stroke internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the valve plugs ( 7 ) are connected to a cooling device.

Viertakt-Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (9a, 9b) mit einer mit dem Zylinderkopf (2) verbindbaren Ventiltrieb verbunden ist.Four-stroke internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the valve plate ( 9a . 9b ) with one with the cylinder head ( 2 ) connectable valvetrain is connected.