DE102007021109A1

DE102007021109A1 - Verbrennungsmotor mit Querventilen

Info

Publication number: DE102007021109A1
Application number: DE102007021109A
Authority: DE
Inventors: Jan Mendzigall
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-03
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2008-11-13

Abstract

In einem Zylinder 1 für einen Verbrennungsmotor läuft ein Kolben 2. Dieser Kolben wird mit Kolbenringen 3 im Zylinder abgedichtet. Durch eine Öffnung 4 wird der Zylinder befüllt und entleert. Diese Öffnung 4 wird von einem Querventil 5 verschlossen. Dieses Querventil 5 wird durch einen separaten Antrieb in die Position zum Verschließen der Öffnung oder zum Befüllen oder zum Entleeren des Zylinders gebracht. Dieser Antrieb wird idealerweise fluidtechnisch oder elektromechanisch ausgeführt. Die Ventile lassen sich somit ohne großen Energieaufwand in die entsprechende Position bringen. Hierdurch ist eine erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrades des Motors erzielbar.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit Querventilen.
Aus dem Stand der Technik sind Verbrennungsmotoren und Querventile bekannt.
In Verbrennungsmotoren haben Ventile die Aufgabe das Befüllen und Entleeren des Verbrennungsraums zu ermöglichen. Ebenso haben sie die Aufgabe den Verbrennungsraum während des Verdichtungs- und des Expansionszykluses zu verschließen. Diese Aufgabe wird durch speziell geformte Ventile gelöst. Die Ventile bestehen aus einer tellerförmigen Scheibe und einem Schaft. Die tellerförmige Scheibe sitzt im Zylinderkopf in einem speziellen Ventilsitz.
Der Nachteil dieser Konstruktion ist die energieintensive Ansteuerung der Ventile. Um ein sicheres verschließen der Ein- und Auslassöffnungen, auch in großen Motordrehzahlbereichen zu gewähren werden die Ventile durch Federn in den Ventilsitz gezogen. Die Ventile müssen gegen diese Federkraft geöffnet werden. Ebenso muss beim Öffnen des Auslassventils nach der Expansion gegen den Innendruck des Zylinders geöffnet und auch in dieser Position gehalten werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung insoweit die Aufgabe zugrunde, eine Ventilsteuerung anzugeben, mit dem die Energieverluste zur Steuerung der Ventile reduziert werden, um die Gesamtverluste des Motors und somit den Kundennutzen entscheidend zu verbessern sowie Umweltbelastungen zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass sogenannte Querventile idealer Weise senkrecht zum Kolben des Motors angeordnet sind und somit eine individuelle Ansteuerung ermöglichen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Ventilsteuerung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht eines Motorblocks mit in Axialrichtung geschnittenen Horizontalventil,
2 eine Schnittansicht eines Motorblocks mit in Axialrichtung geschnittener Kurbelwelle,
3 eine perspektivische Ansicht eines Motorblocks mit Ein- und Auslassventil,
4 eine perspektivische Ansicht eines Motorblocks mit einem kombinierten Ein-Auslass-Ventil.
Die 1 zeigt eine Schnittansicht eines Motorblocks 1 mit in Axialrichtung geschnittenen Horizontalventil 5. In einem Motorblock 1 läuft ein herkömmlicher Kolben 2 mit Kolbenringen 3. Über die Öffnungen 4 in der Zylinderdecke kann der Verbrennungsraum gefüllt oder entleert werden. Diese Öffnung 4 wird durch ein senkrecht zum Kolben angeordnetes Horizontalventil 5 verschlossen. Durch Verschieben des Ventils 5 wird die Öffnung 4 freigegeben und der Verbrennungsraum kann entsprechend gefüllt oder entleert werden. Das Ventil 5 kann über verschiedene Antriebe in seiner Position verändert werden. Es ist jedoch sinnvoll die Ansteuerung nicht wie bisher üblich über Nockenwelle und Federn vorzunehmen, sondern vielmehr einen einzelnen Antrieb für die Ventile vorzusehen. Es sind hier unterschiedlichste Möglichkeiten vorstellbar. So ist zum Beispiel eine Ansteuerung über Luft- oder Flüssigkeitsdruck und einer Rückholfeder, ähnlich eines einfachwirkenden Zylinders vorstell bar. Aber auch die Ansteuerung über elektrisch betätigte Magnete ist denkbar. Grundmerkmal der Betätigung ist die wenig kraftintensive Bewegung der Ventile 5.
Die 2 zeigt eine Schnittansicht eines Motorblocks 1 mit in Axialrichtung geschnittener Kurbelwelle 6. Der Schnitt zeigt die Position der einzelnen Ventile 5 in den einzelnen Zyklen des Verbrennungsmotors. Es ist zu sehen, dass jeweils ein Einlass- und ein Auslassventil geöffnet ist. Eine vorteilhafte Ausführung der Ventilsteuerung ist die Kombination der pneumatischen oder hydraulischen Bewegung mit der elektromechanischen Ansteuerung. Hierbei würde die Ansteuerung und Bewegung der Ventile 5, ähnlich eines pneumatischen oder hydraulischen Ventilblocks, erfolgen.
Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Motorblocks 1 mit Ein- und Auslassventilen. In einem Motorblock 1 sind jeweils Auslassventile 7 und Einlassventile 8 in horizontaler Lage eingebaut. Das Bild zeigt unterschiedliche Stellungen des Ventils in den unterschiedlichen Verbrennungsmotorzyklen.
Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Motorblocks 1 mit einem kombinierten Ein-Auslass-Ventil 9. Das kombinierte Ein-Auslass-Ventil 9 lässt eine weitere Vereinfachung der Ansteuerung zu. Durch die einzelne Ansteuerung der Ventile wird die Verwendung eines Querventils mit Auslassbohrung 10 umsetzbar. Das Ventil erhält neben den zwei Stellungen „Offen" und „Geschlossen" eine dritte Position „Durchlass". In dieser Position wird das Befüllen des Zylinders ermöglicht. Durch die getaktete Ventilsteuerung lassen sich diese unterschiedlichen Ventilstellungen einfach erreichen. Ein weiterer Vorteil, neben der reduzierten und dadurch vereinfachten Ventilsteuerung, sind, durch eine konzentrische Ventilöffnung günstigere Strömungsverhältnisse beim Befüllen und Entleeren des Zylinders.

Claims

Ein Ventil 5 für einen Verbrennungsmotor, das idealer Weise durch einen Antrieb getaktet in die Position zum Verschließen oder Öffnen des Verbrennungsraums gebracht wird und dieser Antrieb idealer Weise fluidtechnisch oder elektromechanisch betrieben wird.
Ein Ventil 5 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb fluidtechnisch betrieben und elektromechanisch gesteuert wird.
Ein Ventil 5 nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil 5 eine zusätzliche Öffnung 10 zum Befüllen des Verbrennungsraums aufweist.