DE19705178C2 - Hubkolbenmotor mit Einlaßkanal im Kolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Als Hubkolbenmotoren ausgeführte Verbrennungsmotoren weisen bekanntermaßen wenigstens einen Zylinder auf, in dem ein über ein Pleuel mit einer Kurbelwelle verbundener Kolben hin und her gehend verschiebbar gelagert ist. Der Kolben schließt einen Arbeitsraum bzw. ein Arbeitsvolumen ab, in dem periodisch Verbrennungen stattfinden. Um jeweils Luft oder Kraftstoff-Luftgemisch in den Arbeits­ raum einströmen zu lassen und um verbrannte Gase aus dem Arbeitsraum herauszulassen, ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, zu der üblicherweise in dem Zylinderkopf und dem Kolben gegenüberliegend angeordnete Sitzventile und/oder in der Kolbenlaufbahn (Zylinderwandung) vorgesehene Ein- und/oder Auslassschlitze gehören.

Insbesondere bei Verbrennungsmotoren, die in Fahr­ zeugen einzusetzen sind, wird ein breites nutzbares Drehzahlband gewünscht, in dem der Verbrennungsmotor in der Lage ist, ein hohes nutzbares Drehmoment abzugeben. Außerdem wird gewünscht, dass der Verbrennungsmotor einen niedrigen spezifischen Kraftstoffverbrauch aufweist.

Darüber hinaus ist in der Regel ein schadstoffarmes Abgas gewünscht.

Aus der DE-PS 551 814 ist ein Verbrennungsmotor bekannt, dessen Zylinderkopf sowohl wenigstens ein Einlassventil als auch wenigstens ein Auslassventil aufweist. Zusätz­ lich ist in dem Kolben ein Überströmkanal vorgesehen, der aus dem Kurbelgehäuse in das Arbeitsvolumen des Motors führt und somit den Kolbenboden durchsetzt. Der Über­ strömkanal ist durch ein Rückschlagventil gesteuert, das einen Gasstrom aus dem Kurbelgehäuse in das Arbeitsvolu­ men freigibt und ansonsten sperrt.

Das Öffnen und Schliessen des Überströmventils ist von den Lastzuständen und Drehzahlen des Motors abhängig.

Aus der DE 42 29 864 C2 ist ein Verbrennungsmotor bekannt, in dessen Kolben ein Auslassventil angeordnet ist. Dieses steuert einen Kanal, der aus dem Arbeitsvolu­ men in das Kurbelgehäuse führt, an das der Auspuff ange­ schlossen ist. Das Auslassventil ist von einem Nocken gesteuert, der drehfest mit dem Kurbelzapfen verbunden ist.

Ein Gasauslass durch das Kurbelgehäuse führt zu einer erhöhten thermischen Belastung des Kurbelgehäuses und der darin vorhandenen Teile und Stoffe.

Aus der GB-247391 ist ein Motor mit fremdgesteuertem Einlassventil im Kolbenboden bekannt. Das Einlassventil ist in einem Verbindungskanal angeordnet, der aus dem Kurbelgehäuse durch den Kolbenboden in den Arbeitsraum führt. Zur Steuerung des Ventils dient eine auf dem Kolbenbolzen gelagerte axial verschiebbar und in einer Axialrichtung federnd vorgespannte Buchse, die drehfest mit dem Pleuel verbunden ist. Zwischen der Buchse und dem Ventil ist ein Schwenkhebel angeordnet. Dieser weist einen Vorsprung mit einer Keilfläche auf, der mit einer Keilfläche der Buchse zusammenwirkt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass das Ventil lediglich in einer definierten Schwenkstellung dann öffnet, wenn sich das Pleuel in einer vorgegebenen Richtung verschwenkt.

Es ergibt sich ein relativ komplizierter Ventil­ trieb.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen auch für höhere Drehzahlen geeigneten Verbrennungsmotor mit verbessertem Betriebsverhalten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit dem Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor ist ein Hubkolbenmotor, der als Zweitakt- oder als Viertaktmotor sowohl nach dem Otto- als auch nach dem Dieselprinzip arbeitend ausgelegt sein kann. Der Kolben ist mit einem Kanal versehen, der die Füllung des Arbeitsraumes mit Frischgas, d. h. Luft oder Gemisch, gestattet, wenn der Kolben wenigstens in der Nähe seines unteren Totpunktes befindlich ist. Der durch den Kolben führende Kanal kann der einzige in den Arbeitsraum führende Einlass- oder Überströmkanal sein. Der durch den Kolben führende Kanal mündet an dem Kolbenboden und ist an dieser Stelle durch ein Ventilmittel geschlossen. Das Ventilmittel wird geöffnet, um durch den durch den Kolben führenden Kanal Frischgas in den Arbeitsraum einzulassen. Das an dem Kolbenboden angeordnete Ventilmittel ist von der Kolben­ position oder der Drehposition der Kurbelwelle gesteuert. Damit wird unabhängig von den Druckverhältnissen in dem Arbeitsraum und dem Kanal ein definiertes Öffnen und Schließen des Ventilmittels si­ chergestellt. Der Öffnungsbereich (Öffnungswinkel) des Ventilmittels kann sowohl symmetrisch als auch asymme­ trisch zu dem unteren Totpunkt festgelegt sein.

Der durch den Kolben führende Kanal ermöglicht eine verbesserte Füllung des Arbeitsraumes mit Luft oder Frischgas und somit eine Erhöhung des maximalen effekti­ ven Mitteldruckes. Damit können höhere Maximaldrehmomente erzeugt werden. Dies gilt insbesondere, wenn der Ver­ brennungsmotor nach dem Zweitaktprinzip arbeitet. Hier ist der durch den Kolben führende Kanal vorzugsweise der einzige Einlasskanal, über den der Arbeitsraum gefüllt wird. Die Füllung erfolgt jeweils in der Nähe des unteren Totpunkts des Kolbens.

Das Ventilmittel ist über ein Steuermittel ge­ steuert, wobei das Steuermittel gemäß Anspruch 1 eine an den Kurbelwangen der Kurbelwelle vorgesehene Kurvenfläche ist. Die Kurbelwangen sind dem jeweiligen Kurbelzapfen diametral gegen­ überliegend angeordnet und weisen an ihrer radial außen­ liegenden Seite Kurven- oder Nockenflächen zur Betätigung des Ventilmittels auf. Dies ergibt eine besonders einfache Bauform, bei der die gesamte Breite des Kurbel­ zapfens für das Pleuel zur Verfügung steht.

Arbeitet der Motor nach dem Viertaktprinzip, wird der den Kolben durchsetzende Kanal ebenfalls jeweils um den unteren Totpunkt des Kolbens herum geöffnet. Dies erfolgt zu Ende des Arbeitstaktes und zu Beginn des Auspufftaktes zur Unterstützung des Auspuffvorganges, indem durch den Kanal kraftstofffreie Luft in den Ar­ beitsraum gefördert wird. Bei dem nächstfolgenden Durch­ gang des Kolbens durch den unteren Totpunkt, d. h. nach Beendigung des Ansaugtaktes und zu Beginn des Verdich­ tungstaktes, wird der durch den Kolben führende Kanal wiederum geöffnet, um bspw. mehr oder weniger stark vorverdichtete Luft oder Gemisch in den Arbeitsraum zu fördern. Mit diesem Verfahren wird beim Viertaktmotor sowohl die Spülung als auch die Füllung verbessert. Dadurch erhöht sich der maximale effektive Mitteldruck und somit das erreichbare Drehmoment, und es verbessert sich allgemein das Betriebsverhalten des Motors.

Unabhängig davon, ob der Verbrennungsmotor als Diesel- oder Ottomotor nach dem Zwei- oder Viertaktprin­ zip arbeitet, ermöglicht der durch den Kolben führende Kanal eine Kühlung des Kolbens durch von außen zugeführte Frischluft oder zugeführtes Frischgas, jeweils wenn der untere Totpunkt durchlaufen wird. Die verbesserte Kolben­ kühlung ermöglicht letztlich eine höhere Wärmebelastung des einzelnen Kolbens und somit eine höhere Literleistung des Verbrennungsmotors. Außerdem wird das Kühlsystem des Motors entlastet. Neben einer Gewichtsreduzierung des Kühlsystems wird dadurch insbesondere bei Motoren mit großen Einzelvolumina eine Verringerung des Einbauspiels des Kolbens möglich, was sich wiederum verschleißmindernd auswirken kann und somit die Lebensdauer des Motors verlängert.

Bedarfsweise kann der Kolben mehrere durch seinen Kolbenböden führende Kanäle aufweisen, die dann jeweils durch gesonderte Ventile verschlossen sind, so dass zu dem Ventilmittel mehrere Ventile gehören. Diese Maßnahme vergrößert die Berührungsfläche zwischen den zu den Ventilen gehörenden Ventilverschlußgliedern (Ventiltel­ lern) und dem Ventilsitz, womit die Wärmeübertragung zwischen Kolben und Ventilverschlußglied verbessert wird.

Zu dem an dem Kolbenboden angeordneten Ventilmittel gehört wenigstens ein Sitzventil. Dieses vorzugsweise als Tellerventil ausgelegte Sitzventil bildet mit seinem Ventilteller einen Teil des Kolbenbodens. Die von dem Ventilteller aufgenommene Wärme wird teilweise von dem in den Arbeitsraum strömenden Frischgas abgeführt und zu einem anderen Teil auf den übrigen Kolben übertragen, der die Wärme über die Lauffläche an den Zylinder abführt. Letzterer Wärmeanteil ist jedoch im Vergleich zu kon­ ventionellen Verbrennungsmotoren reduziert.

Vorzugsweise hebt der Ventilteller, wenn das Tel­ lerventil geöffnet wird, in das Arbeitsvolumen des Ver­ brennungsmotor hinein von dem Ventilsitz ab. Damit wird erreicht, dass der in dem Arbeitsvolumen herrschende Druck das Tellerventil in Schließrichtung belastet. Vorzugsweise ist das Sitzventil zusätzlich durch Feder­ mittel auf seine Schließposition hin vorgespannt. Die Federmittel können Druckfedern, Zugfedern, Biegefedern, Torsionsfedern, Tellerfedern oder andere geeignete Feder­ mittel sein.

Insbesondere bei Verbrennungsmotoren, bei denen in der Zylinderwandung ein Auslassschlitz vorgesehen ist, kann es vorteilhaft sein, wenn das Tellerventil von seiner rotationssymmetrischen Bauform abweicht. In diesem Fall ist das Tellerventil vorzugsweise unverdrehbar an dem Kolben gelagert. An seiner dem Auslassschlitz gegen­ überliegenden Seite kann es mit einem Bereich versehen sein, indem es radial nach innen von einem kreisförmigen Umriß abweicht. Es wird dadurch an dieser Stelle ein vergrößerter Strömungsquerschnitt gebildet, der den Spülvorgang in diesem Bereich begünstigt und einen ge­ richteten Gasstrom erzeugt. Das geöffnete Tellerventil definiert hier einen Ringspalt mit örtlich verschiedenen Strömungsquerschnitten.

Insbesondere bei nach dem Zweitaktprinzip arbeiten­ den Verbrennungsmotoren ist es vorteilhaft, wenn der den Kolbenboden durchsetzende Kanal in das Kurbelgehäuse mündet. Dieses wird als Pumpvolumen zum Spülen des Ar­ beitsraumes genutzt. Durch den Wegfall konventioneller Überströmkanäle und ggf. durch die Ausbildung der Kurbel­ wangen als Scheiben wird bei der Bewegung des Kolbens eine große Volumenänderung erreicht, was die Spülwirkung gegenüber Motoren mit Überströmkanälen wesentlich verbes­ sert. Der Gaseinlass in das Kurbelgehäuse kann sowohl durch den Kolben, über Flachschieber, Drehschieber, über fremdgesteuerte Tellerventile oder über Membranventile erfolgen. In jedem Fall ist es zweckmäßig, lediglich mit reiner Luft zu spülen und den benötigten Brennstoff direkt in den Zylinder einzuspritzen. Die Schmierung erfolgt dann vorteilhafterweise über gezielte und dosier­ te Ölzuführung zu den Schmierstellen.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor weist außer dem durch den Kolbenboden führenden Kanal zusätzlich einen, an dem Zylinderkopf angeordneten Ein­ lasskanal oder einen die Wandung durchsetzenden Einlass­ schlitz auf. Der erstgenannte Einlasskanal ist vorzugs­ weise über ein Tellerventil von einer Nockenwelle her gesteuert. Der im Kolben vorgesehene Kanal kann dazu dienen, vorverdichtete Luft in den Arbeitsraum zu för­ dern.

Anstelle des in der Wandung vorgesehenen Auslass­ schlitzes kann ein fremdgesteuertes Auslassventil vor­ gesehen sein, das einen in dem Zylinderkopf angeordneten Auslasskanal steuert. ist an dem Zylinderkopf kein Über­ strömventil angeordnet, steht für die Auslassventile relativ viel Platz zur Verfügung, so dass mehrere Aus­ lassventile vorgesehen werden können und ein erleichterter Gaswechsel erreicht werden kann. Der ventilgesteuerte Gasauslass hat gegen den Schlitzauslass Vorteile hin­ sichtlich der Verschmutzungsneigung des Kolbens und der Wärmebelastung des Zylinders.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1e einen als Zweitaktmotor ausgebildeten Ver­ brennungsmotor mit im Kolben angeordnetem Über­ strömventil in schematisierter Querschnittsdar­ stellung und in unterschiedlichen Arbeitspha­ sen, und

Fig. 2 den Zweitaktmotor nach den Fig. 1a bis 1e in einer schematisierten Schnittdarstellung, ge­ schnitten längs zu seinem Kolbenbolzen, in ausschnittsweiser Darstellung.

In den Fig. 1a bis 1e ist ein Verbrennungsmotor 1 ver­ anschaulicht, der als Ottomotor ausgebildet ist. In einem endseitig von einem Zylinderkopf oder -deckel 2 (mit Zündkerze 2') verschlossenen Zylinder 3 ist ein Kolben 4 verschiebbar gelagert. Der Kolben 4 schließt mit dem Zylinder 3 und dem Zylinderkopf 2 ein veränderliches Arbeitsvolumen 5 ein. Der Kolben 4 ist über ein Pleuel 6 mit einem an einer Kurbelwelle 7 vorgesehenen Kurbelzap­ fen verbunden, so dass er bei Drehung der Kurbelwelle 7 eine hin und her gehende Bewegung ausführt. Die Kurbel­ welle 7 ist in einem Kurbelgehäuse 8 mittels entsprechen­ der Lager drehbar gelagert. Das Kurbelgehäuse 8 ist nach außen bis auf einen Einlasskanal 9 geschlossen, der im Beispiel an der Unterseite des Kurbelgehäuses 8 vorgese­ hen ist. Bedarfsweise kann er jedoch auch an anderen Stellen vorgesehen sein. Der Einlasskanal 9 ist mit Membranventilen 11 versehen, die einen Gasstrom in das Kurbelgehäuse 8 hinein ermöglichen und einen Gasstrom aus dem Kurbelgehäuse 8 heraus sperren.

Zum Steuern des Gaswechsels, insbesondere zum Aus­ lassen verbrannter Gase aus dem Arbeitsvolumen 5, dient ein Auslassschlitz 12, der in dem Zylinder 3 derart an­ geordnet ist, dass er von dem Kolben 4 vollständig frei­ gegeben ist, wenn dieser in seiner unteren Totpunktlage befindlich ist. Bedarfsweise können mehrere Auslass­ schlitze 12 vorgesehen werden. Im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel ist der Auslassschlitz 12 so angeordnet, dass er sich radial zu dem der Verbindung zwischen dem Pleuel 6 und dem Kolben 4 dienenden Kolbenbolzen 13 öffnet. Eine andere Anordnung des Auslassschlitzes 12 ist bedarfsweise möglich.

Die Füllung des Arbeitsraums 5 mit Frischgas erfolgt über das Kurbelgehäuse 8 und einen in dem Kolben 4 vor­ gesehenen Überströmkanal 14, der den den Kolben 4 stirn­ seitig abschließenden Kolbenboden 15 durchsetzt. Der Überströmkanal 14 ist durch ein Überströmventil 16 ge­ steuert, das den Überströmkanal 14 zum Gaswechsel in einem vorbestimmten Winkelbereich der Kurbelwelle 7 freigibt. Zu dem Überströmventil 16 gehört, wie auch aus Fig. 2 hervorgeht, ein Ventilteller 17, der arbeitsraum­ seitig den Kolbenboden 15 bis auf einen ringförmigen, zu der Zylinderwandung des Zylinders 3 verbleibenden Spalt 18 abdeckt. Der Ventilteller 17 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, an seiner dem Arbeitsraum 5 zugewandten Seite sphärisch gewölbt sein oder, wie aus den Fig. 1a bis 1e hervorgeht, eine den Gaswechsel beeinflussende, anderweitige Form aufweisen.

Rückseitig liegt der Ventilteller 5 mit einer ring­ förmigen Fläche an einer entsprechenden planen oder kegelstumpfförmigen Sitzfläche an dem Kolbenboden 15 an. Ist der Kolben 4 aus Leichtmetall gefertigt, kann in diesem Bereich ein nicht weiter dargestellter, gehärteter Ventilsitz in den Kolben 4 eingesetzt sein. Der Ventil­ teller 17 verschließt eine arbeitsraumseitige Öffnung 19 des Überströmkanals 14.

Der Ventilteller 17 ist einstückig oder alternativ mittels Bolzen 20 mit Ventilbetätigungselementen 21, 22 verbunden, die sich von dem Ventilteller 17 weg in Rich­ tung auf die Kurbelwelle 7 zu erstrecken. Die Ventilbetä­ tigungselemente 21, 22 sind untereinander gleich ausge­ bildete Winkelelemente, die mit einem Schenkel an dem Ventilteller 17 gehalten sind und deren anderer Schenkel sich längs zu dem Überströmkanal 14 erstreckt. Letzterer Schenkel ist jeweils mit einer Öffnung 23, 24 versehen, bei der er von dem Kolbenbolzen 13 durchgriffen ist. Die Öffnung 23, 24 ist als Langloch ausgebildet, so dass eine Bewegung der Betätigungselemente 21, 22 in Axialrichtung des Kolbens möglich ist. Die aus Ventilteller 17 und den Ventilbetätigungselementen 21, 22, gebildete Einheit ist durch jeweils lediglich symbolisch angedeutete Zugfeder­ elemente 25, die an dem Kolbenboden 4 verankert sind, und/oder durch Druckfederelemente 26, 27 auf die Schließ­ stellung des Überströmventils 16 hin vorgespannt. Be­ darfsweise können auch Biegefederelemente, Tellerfedern oder dergleichen vorgesehen werden.

Die Ventilbetätigungselemente 21, 22 sichern das Überströmventil 16 drehfest an dem Kolben 4. Sie durch­ greifen den Kolbenboden 15 bei dem Überströmkanal 14 be­ nachbarten Schlitzen 31, 32. Mit ihren vom dem Ventiltel­ ler 17 abliegenden Stirnflächen 33, 34 wirken die Betäti­ gungselemente 21, 22 als Stößelelemente, die wenigstens in der Nähe des unteren Totpunktes des Kolbens 4 an ihnen zugeordneten Steuer- oder Kurvenflächen 36, 37 anliegen und gleiten. Die Steuerflächen 36, 37 sind an Kurbelwan­ gen 38, 39 der Kurbelwelle 7 vorgesehen und an einer dem Kurbelzapfen bezüglich der Drehachse 41 der Kurbelwelle 7 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Wie aus den Fig. 1a bis 1e hervorgeht, genügt es, wenn die Steuerflächen 36, 37 über einen beschränkten Winkelbereich der Kurbelwelle 7 ausgebildet sind.

Die Schmierung des insoweit beschriebenen Verbren­ nungsmotors 1 erfolgt entweder durch den Frischgasstrom, dem über eine Kraftstoffanlage oder eine Dosierpumpe Schmierstoff zugeführt worden ist, oder über gezielte Zuführung von Schmierstoff zu den Schmierstellen. In beiden Fällen ist kein geschlossener Ölkreislauf vorhan­ den, so dass der Kolben 4 keine Ölabstreifringe sondern lediglich zwei Kolbenringe 42 zur Abdichtung gegen die Lauffläche aufweist.

Der insoweit beschriebene Verbrennungsmotor 1 arbei­ tet wie folgt:

In Fig. 1a ist der Verbrennungsmotor 1 nach Ende eines Spülvorganges zu Beginn eines Verdichtungshubes dargestellt. Der Kolben 4 bewegt sich nach oben und der Arbeitsraum 5 verkleinert sich (Verdichtung). Der Aus­ lassschlitz 12 ist von dem Kolben 4 verschlossen. Das Überströmventil 16 ist ebenfalls geschlossen. Der Ventil­ teller 17 sitzt auf dem Kolbenboden 15 und die Stirnflä­ chen 33, 34 der Ventilbetätigungselemente 21, 22 berühren die Steuerflächen 36, 37 der Kurbelwangen 38, 39 nicht. Durch den Einlasskanal wird Gemisch in das Kurbelgehäuse 8 gesaugt.

Kurz bevor der Kolben 4 seinen oberen Totpunkt erreicht hat (Fig. 1b) wird das in dem Arbeitsraum einge­ schlossene Gemisch gezündet. Der sich in dem Arbeitsraum 5 ergebende Druckanstieg drückt im sich anschließenden Arbeitstakt (Fig. 1c) bei geschlossenem Überströmventil 16 und geschlossenem Auslassschlitz 12 den Kolben 4 nach unten, wobei Arbeit an die Kurbelwelle 7 abgegeben wird. Außerdem schließen die Membranventile 11 und das Gemisch im Kurbelgehäuse 8 wird vorverdichtet.

Zu Ende des Arbeitstaktes gibt der Kolben 4, wie in Fig. 1d dargestellt ist, kurz vor Erreichen seines unte­ ren Totpunktes den Auslassschlitz 12 frei, womit Verbren­ nungsgase aus dem Arbeitsraum 5 ausgelassen werden. Etwa gleichzeitig setzen die Ventilbetätigungselemente 21, 22 mit ihren Stirnflächen 33, 34 auf den Steuerflächen 36, 37 der Kurbelwangen 38, 39 auf. Diese sind vorzugsweise von der Kreisbogenform abweichend derart gekrümmt, dass die als Stößel wirkenden Ventilbetätigungselemente 21, 22 und der Ventilteller 17 nicht abrupt und stoßartig son­ dern über einen gewissen Bewegungsbereich hinweg abge­ bremst werden, während sich der Kolben 4 noch vergleichs­ weise schneller auf die Kurbelwelle 7 und seinen unteren Totpunkt zu bewegt. Der Ventilteller 17 des Überströmven­ tils 16 hebt somit von dem Kolbenboden 15 ab und gibt den Überströmkanal 14 frei, der durch den Kolben 4 aus dem Kurbelgehäuse 8 in den Arbeitsraum 5 führt (Fig. 1e). Bedarfsweise kann die Steuer- oder Kurvenfläche 36, 37 in dem nun folgenden Bereich eine Erhöhung radial nach außen aufweisen, um das Überströmventil 16 gegen die Kraft der Federelemente 25 und/oder 26, 27 noch weiter zu öffnen. Bei geöffnetem Überströmventil 16 strömt nun vorverdich­ tetes Frischgas (Luft oder Gemisch) aus dem Kurbelgehäuse 8 durch den Überströmkanal 14 in den Arbeitsraum 5 und treibt vorhandene Verbrennungsgase über den Auslass­ schlitz 12 aus.

Nach Durchlaufen des unteren Totpunktes heben die Betätigungselemente 21, 22 des Überströmventils 16 mit sich nach oben bewegendem Kolben 4 von den Steuerflächen 36, 37 ab, das Überströmventil 16 schließt und der näch­ ste Verdichtungstakt beginnt von neuem. Bei diesem wird durch den sich nach oben bewegenden Kolben 4 über die Membranventile 11 Frischgas in das Kurbelgehäuse 16 gesaugt, das bei sich nach unten bewegendem Kolben (Fig. 1c) und sich schließenden Membranventilen 11 vorver­ dichtet wird.

Das Frischgas strömt bei geöffnetem Überströmventil 16 durch einen Ringspalt, der zwi­ schen dem Ventilteller 17 und dem Kolbenboden 15 freige­ geben ist in den Arbeitsraum 5. Soll bspw. bei Spülung mit Gemisch ein Ge­ mischverlust vermieden werden, ist es möglich, den Ring­ spalt in der Nähe des Auslassschlitzes 12 durch eine unterhalb des Ventiltellers 17 vorgesehene Zwi­ schenwand zu verschließen. Frischgas strömt dann vor­ wiegend an der dem Auslassschlitz 12 gegenüberliegenden Seite in den Arbeitsraum 5.

Der Verbrennungsmotor 1 weist neben dem durch den Kolben 4 führenden Überströmkanal 14 keine weiteren, insbesondere keine durch den Zylinder oder das Motorge­ häuse führenden Überströmkanäle auf. Damit ist die Volu­ menänderung des Kurbelgehäuses 8 bei sich bewegendem Kolben besonders hoch. Die Spülwirkung wird dadurch verbessert, was eine höhere nutzbare Motorleistung erge­ ben kann.

Das Kurbelgehäuse 8 ist von Frischgas durchströmt und dient nicht als Ölwanne. Zur Schmierung wird die erforderliche Ölmenge entweder mit dem Kraftstoff oder gesondert eingespritzt. Es ist auch möglich, den Schmier­ stoff den Schmierstellen gezielt über entsprechende Kanäle oder Bohrungen zuzuführen.

Claims (9)

1. Verbrennungsmotor (1)
mit wenigstens einem Zylinder (3) und einem Kurbel­ gehäuse (8),
mit wenigstens einem Kolben (4), der in dem ihm zugeordneten Zylinder (3) verschiebbar gelagert ist und dessen Kolbenboden (15) ein in dem Zylinder (3) einge­ schlossenes, veränderliches Arbeitsvolumen (5) begrenzt und durch den (4) wenigstens ein Kanal (14) aus dem Kurbelge­ häuse (8) in das Arbeitsvolumen (5) führt, der den Kol­ benboden (15) des Kolbens (4) durchsetzt,
mit Steuereinrichtungen (21, 22, 16; 12) zur Steuerung des Gaswechsels in das veränderliche Arbeitsvolumen (5) hinein bzw. aus diesem heraus,
wobei zu den Steuereinrichtungen (21, 22, 16; 12) Ventilbetäti­ gungselemente (21, 22) und ein in Abhängigkeit von der Kolbenposition und/oder der Drehposition der Kurbelwelle (7) gesteuertes Ventilmittel (16) gehören, das an dem Kolbenboden (15) angeordnet ist, um den Kanal (14) zu steuern, wobei die Ventilbetätigungselemente (21, 22) von wenig­ stens einer Steuerfläche (36, 37) betätigt sind, und
mit wenigstens einer Kurbelwelle (7), die wenigstens einen exzentrisch geführten Kurbelzapfen aufweist, der zwischen zwei Kurbelwangen (38, 39) angeordnet und mit dem Kolben (4) über ein Pleuel (6) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilmittel (16) ein Überströmventil zur Steuerung des Gaseintritts in das Arbeitsvolumen (5) ist, und
dass die wenigstens eine Steuerfläche (36, 37) an den Kurbelwangen (38, 39) an einer dem Kurbelzapfen bezüglich der Kurbelwellen- Drehachse (41) gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das an dem Kolbenboden (15) angeord­ nete Ventilmittel (16) wenigstens ein Sitzventil enthält.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Sitzventil ein Tellerventil ist, dessen Ventilteller (17) in geöffnetem Zustand in das Arbeitsvolumen (5) hinein von seinem Ventilsitz abgehoben ist.

4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Sitzventil durch Federmittel (25; 26, 27) auf seine Schließposition hin vorgespannt ist.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Ventilbetätigungselemente (21, 22) Stößel sind, die den Kolbenbolzen (13) umgreifen und die jeweils mit der an einer Kurbelwange vorgesehenen Steuer­ fläche (36, 37) zusammenwirken.

6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Ventilmittel (16) einen Ventil­ teller (17) aufweist, der an dem Kolbenboden (15) unver­ drehbar gelagert ist.

7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Ventilteller (17) eine wenigstens in einem festgelegten Bereich von der Kreisform abwei­ chende Umrissgestalt aufweist.

8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zu der Steuereinrichtung zur Steuerung des Gaswechsels wenigstens ein fremdgesteuertes Auslass­ ventil oder ein Auslassschlitz (12) gehören.

9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) ein Zwei­ taktmotor ist.