DE19722129A1

DE19722129A1 - Brennkraftmaschine mit zwei Kolben in einem Zylinder und zwei Kurbelwellen

Info

Publication number: DE19722129A1
Application number: DE1997122129
Authority: DE
Original assignee: GWOZDZ HENRYK
Current assignee: GWOZDZ HENRYK
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1998-12-03

Description

Brennkraftmaschine mit zwei Kolben in einem Zylinder und zwei Kurbelwellen. Es sind allgemein bekannt Viertakt- sowie Zweitaktmotoren, die fremdgezündet oder selbstgezündet sind. Bei allen arbeitet in einem Zylinder ein Kolben. Ein Ende des Zylinders ist mit dem Zylinderkopf verriegelt.

Es ist schon viel getan worden um den Treibstoffverbrauch zu senken, doch immer noch ein großer Teil der Explosionsenergie verschwendet. Die Kraft in Richtung des Zylinderkopfes wird nur in einem geringen Grade in mechanische /nützliche/ Energie umgewandelt. Der Rest wird ausgeglichen durch die Gegenwirkung des Zylinderkopfes.

Deshalb ist der Treibstoffverbrauch immer noch zu hoch.

Der in Patentansprüchen 1 bis 5 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde die bei herkömmlichen Hubkolbenmotoren verschwendete Explosionsenergie in mechanische /nützliche/ Energie umzuwandeln und dadurch den Treibstoffverbrauch wesentlich zu senken.

Dieses Problem wird durch die in Patentansprüchen 1 bis 5 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß die Explosionsenergie gleichzeitig auf zwei gegenläufige Kolben übertragen wird. Durch die Wechselwirkung zwischen den beiden Kolben (nicht wie bei herkömmlichen Hubkolbenmotoren zwischen Kolben und Zylinderkopf, der keine Möglichkeit besitzt die Explosionsenergie umzuwandeln) wird die Nützlicheenergie-Gewinnung von jeder Explosion fast verdoppelt.

Auf den dritten Zeichnung (Fig. 5.) wird veranschaulicht, daß die entscheidende Gewinnung mechanischer Energie aus der Wirkung der Explosionskraft (F) in den ersten zweidritteln des Arbeitstaktes erfolgt.

Die Teilkraft (F1), die die Kurbelwellen antreibt, ist in diesem Bereich relativ groß. Dann aber läßt sie schnell bis zum UT-Punkt nach wobei die unnützliche Teilkraft (F2) schnell zunimmt.

Also ist die Wirkung der Teilkraft F1 am Ende des Arbeitstakts so gering, daß diese Teilkraft nach der großen Energieumwandlung in den ersten 2/3 des Arbeitstakts nicht mehr imstande ist (infolge des kleinen Wertes), die Kreisbewegung der Kurbelwellen weiter zu erhöhen. Deshalb verursacht den etwas größere Druckabfall in den Zylindern als bei herkömmlichen Motoren keine bedeutende Nachteile.

Dadurch wird die maximalmögliche Ausnutzung der Explosionsenergie erreicht.

Im Vergleich zu herkömmlichen Hubkolbenmotoren braucht die Brennkraftmaschine mit zwei Kolben in einem Zylinder und zwei Kurbelwellen nur die Hälfte der Explosionen um dieselbe Leistung zu bringen, wobei Treibstoffverbrauch bei einer Explosion in beiden Motorentypen derselbe ist.

Schon bei niedriger Drehezahl wird ein großes Drehemoment geschaffen, wodurch die Maschine sehr elastisch arbeiten wird. Bei Beachtung, daß eine Kraftmaschine mit zwei Kolben in einem Zylinder und zwei Kurbelwellen etwas schwerer sein wird und daß Umdrehungsübertragung von den Kurbelwellen auf die Treibwelle etwas Energie verbrauchen wird, kann man sagen, daß der allgemeine Treibstoffverbrauch um ca. 40% gesenkt wird.

Die neue Kraftmaschine geeignet sich besonders zur Arbeit in liegender Position, wodurch der Scherpunkt von Fahrzeugen deutlich herabgesetzt werden kann.

Herkömmliche Mehrzylinder-Hubkolben-Motoren können durch neue Kraftmaschinen, die nur die Hälfte der Zylinderzahl (bei gleicher Kolbenzahl) aufweisen mit Erfolg ersetzt werden.

Die Anwendungsgebiete von Brennkraftmaschinen mit zwei Kolben in einem Zylinder und zwei Kurbelwellen sind so breit wie bei allen herkömmlichen Hubkolbenmotoren, d. h.: Antrieb von Transportmitteln, Sportwagen, Baumaschinen und Stationärmaschinen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es wird eine Brennkraftmaschine mit zwei Kolben (11 u. 12) in einem Zylinder (1) und zwei Kurbelwellen (13 u. 14) in der Viertakt-Version gezeigt.

Fig. 1 Ansaugungs-Takt

- Einlaßventil (3) offen
- Auslaßventil (4) geschlossen
- beide Kolben (in Bewegung zu den Kurbelwellen) in Abwärtshub
- durch den Einlaßkanal (2) wird ein Treibstoff-Luft-Gemisch (5) (bei Dieselmotoren Luft), angesogen.

Fig. 2 Verdichtungs-Takt

- beide Ventile geschlossen
- beide Kolben in Aufwärtshub
- Treibstoff-Luft-Gemisch (bei Dieselmotoren Luft) wird verdichtet.

Fig. 3 Arbeits-Takt

- beide Ventile geschlossen
- Treibstoff-Luft-Gemisch wird von einer Zündkerze (10) entzündet (bei Dieselmotoren befindet sich an Stelle der Zündkerze eine Einspritzdüse;- die Zündung erfolgt genauso wie bei herkömmlichen Dieselmotoren). Der Explosionsdruck treibt beide Kolben in den Abwärtshub. Die Wechselwirkung zwischen den beiden Kolben und die gleichzeitige Umwandlung der Explosionsenergie durch die beiden Kolben-Pleuelstange-Kurbelwelle. Anordnungen verursachen eine Verdoppelung der Gewinnung von mechanischer Energie im Vergleich zu herkömmlichen Motoren.

Fig. 4 Auspuff-Takt

- Einlaßventil (3) geschlossen
- Auslaßventil (4) offen
- Kolben im Aufwärtshub
- Abgase (8) werden aus dem Zylinderraum gedrückt.

Bei Kraftmaschinen mit zwei Kolben in einem Zylinder und zwei Kurbelwellen sind alle bisherigen Errungenschaften der Technik, die zu einer optimalen Füllung der Zylinder mit dem Treibstoff-Luft-Gemisch, (beim Dieselmotor Luft) und zur optimalen Verbrennung führen (z. B. mehrere Einlaß- und Auslaßventile, Aufladungsvorrichtungen, Einspritzanlagen, verbesserte Formen der Kolbenböden usw.), anwendbar.

Alle Vorteile, die bei der vorgestellten Viertakt-Version zu erreichen sind, betreffen auch Brennkraftmaschinen mit zwei Kolben in einem Zylinder und zwei Kurbelwellen in der Zweitakt-Version.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit zwei Kolben (11 u. 12) in einem Zylinder (1) und zwei Kurbelwellen, (13 u. 14) dadurch gekennzeichnet, daß

a) in einem Zylinder (1) zwei gegenläufige Kolben (11 u. 12) angebracht sind,wobei ein Zylinder auch aus 2 zusammengeschraubten Teilen bestehen kann b) jeder der beiden Kolben eine separate Kurbelwelle (13 u. 14) antreibt
c) die Umdrehungen der beiden Kurbelwellen werden durch ein Getriebe auf eine Treibwelle übertragen
d) kein herkömmliche Zylinderkopf vorhanden ist
e) die Einlaß-(3) und Auslaßventile,(4) sowie die Zündkerzen (10) oder Einspritzdüsen (10) in der Mitte der Zylinderlänge angebracht sind, weswegen dieser Teil eine besondere Verstärkung aufweisen muß. Bei Zweitaktmotoren die Zündkerze oder die Einspritzdüse so angebracht sind wie bei Viertaktmotoren, die Einlaß- und Auslaßkanäle sind wie bei herkömmlichen Zweitaktmotoren gebaut, allerdings separat für beide Kolben.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosion des Treibstoff-Luft-Gemisch nach den Verdichtungs-Takt im Brennraum zwischen den beiden Kolbenböden (7) erfolgt.

3. Brennkraftmaschine nach Ansprüchen 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Explosionsdruck gleichzeitig auf beide Kolben übertragen wird.

4. Brennkraftmaschine nach Ansprüchen 1,2 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinnung der mechanischen/nützlichen/Energie von jeder Explosion fast verdoppelt wird durch die Wechselwirkung zwischen den beiden Kolben (nicht wie bei herkömmlichen Motoren,- zwischen Kolben und Zylinderkopf)

5. Brennkraftmaschine nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoffverbrauch bei gleicher Leistung wesentlich (ca. 40%) gesenkt wird.