DE102016000397A1

DE102016000397A1 - Opposed piston engine

Info

Publication number: DE102016000397A1
Application number: DE102016000397.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2017-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft die Axialkolben-, Boxer-, Kurvenscheiben- und Kolbenmotoren. Der Motor enthält – zwei festgestellte Halter G, jeder von denen die axialsymmetrisch angeordneten und paarweise auf gleichen Achsen befindlichen Bohrungen hat, – eine in den Zentralbohrungen der Halter G sich drehende Triebwelle W, – eine zwischen den Haltern G befindliche Ventilsteuerscheibe V, die auf der Triebwelle W so festgestellt ist, dass ihre Stirnseiten über den Druckaufnahmeflächen der Schäfte von Ansaug- und Auslassventilen aufgestellt sind; auf diesen Stirnseiten sind gleiche Leitprofile gebildet, wobei jedes Leitprofil erwünschter Hubkurve jeweiligen Ventils entspricht; Kontakt jedes Ventilschaftes mit dem Leitprofil erfolgt durch ein Drehelement, – zwei auf der Triebwelle W festgestellte Hubscheiben D, so dass sich jeder Halter G zwischen der Ventilsteuerscheibe V und einer von der Hubscheiben D befindet, – in jeder Bohrung der Halter G ist ein Zylinder Z festgestellt, in dem eine Kolbeneinheit oszilliert, die eine Kolbenstange K und ein Stützelement S beinhaltet, – das Stützelement S fasst eine Rücklaufrolle RR und eine die Stirnfläche der Hubscheibe D abrollende Arbeitsrolle AR um, wobei – an beiden Stirnflächen der Hubscheibe D ist je eine Ringschiene T ausgeführt, die sich ein T-förmiges Profil oder ein Einschenkel-Profil darstellt, dabei obere Fläche OD und untere Fläche UD der Ringschiene T sind der Achse der Hubscheibe D orthogonal, – die unteren Flächen UD der Ringschiene T werden mit den Rücklaufrollen RR abgerollt, damit wird die Abwärtsbewegung der Kolbeneinheiten bei Ansaugtakt und Motorstart gewährleistet, – jede Rücklaufrolle RR wird im Bereich des Kontakts mit der Fläche UD der Hubscheibe D mindestens auf die Hälfte mit dem Stützelement S umgefasst, – die Achsen der in einem Stützelement S angeordneten Rücklaufrollen RR sind parallel und liegen hauptsächlich auf einer Achse, – die obere Fläche OD der Ringschiene T wird mit der Arbeitsrolle AR abgerollt. Da die Zylinderwand keiner Seitenkraft ausgesetzt wird, wird sie gleichmäßig umkreis verrieben. Deshalb kann man beim vorgeschlagenen Motor größere Verdichtung und bessere Abgaswerte erzielen. Das Auslassen der Seitenkraft ermöglicht die Verwendung des Kolbens mit wesentlich kleinerer Höhe und ohne Kolbenringe. Das Auslassen von Kurbelwelle, Kurbel, Pleuel und Kraftübertragungsmechanismus zwischen der Triebwelle und dem Ventiltrieb und die Verwendung der Kolben mit wesentlich kleinerer Höhe ermöglichen rasche Startfähigkeit des Fahrzeugs. Der Motor hat sehr ruhigen Motorlauf, weil in seiner Konstruktion vollständiger Massenausgleich erreicht ist.The invention relates to the axial piston, boxer, cam and piston engines. The motor comprises - two identified holders G, each of which has the axisymmetric arranged and paired holes on the same axis, - in the central holes of the holder G rotating drive shaft W, - located between the holders G valve control disc V, which on the Drive shaft W is determined so that their end faces are placed over the pressure-receiving surfaces of the shafts of intake and exhaust valves; on these faces same guide profiles are formed, each guide profile desired lift curve corresponding valve corresponds; Contact each valve stem with the guide profile is made by a rotary element, - two detected on the drive shaft W lifting discs D, so that each holder G between the valve disc V and one of the Hubscheiben D is - in each hole of the holder G is a cylinder Z in which a piston unit oscillates, which includes a piston rod K and a support element S, the support element S summarizes a return roller RR and the end face of the lifting disc D rolling work roll AR, wherein - at both end faces of the lifting disc D is ever a ring rail T executed, which is a T-shaped profile or a one-leg profile, while upper surface OD and lower surface UD of the ring rail T are the axis of the eccentric disc D orthogonal, - the lower surfaces UD of the ring rail T are unrolled with the return rollers RR , so that the downward movement of the piston units is guaranteed at the intake stroke and engine start, - each Return roller RR is in the area of contact with the surface UD of the lifting disk D at least half of the support element S encompassed, - the axes of arranged in a support element S return rollers RR are parallel and are mainly on one axis, - the upper surface OD of Ring rail T is unrolled with the work roll AR. Since the cylinder wall is not subjected to lateral force, it is rubbed evenly around. Therefore, you can achieve greater compression and better emissions in the proposed engine. The omission of the lateral force allows the use of the piston with much smaller height and without piston rings. The omission of the crankshaft, crank, connecting rod and power transmission mechanism between the drive shaft and the valvetrain and the use of the pistons of significantly smaller height allow for rapid starting capability of the vehicle. The engine has very quiet engine running, because in its construction complete mass balance is achieved.

Description

Die Erfindung betrifft die Axialkolben-, Kurvenscheiben-/Schrägscheiben-, Gegenkolben- und Kolbenmotoren.The invention relates to the axial piston, cam / swash plate, opposed piston and piston engines.

Es gab immer wieder Versuche, den Kurbeltrieb durch kurbelwellenlose Triebwerke zu ersetzen. Beweggründe und Ziele der Versuche waren:

– der Wunsch nach höherer Leistung, wobei man die Zylinderzahl erhöhen musste; dabei stieß man triebwerksmechanisch rasch an die Grenzen,
– Veränderung des Bewegungsgesetzes der Kolben zur Verbesserung des Gaswechsels, z. B. Verkürzung des Arbeitstaktes zugunsten von Verlängerung des Ansaugtaktes dank dem Aufhalten der Kolben eine gewisse Zeit im unteren Totpunkt,
– dank Beseitigung der Seitenkraft an den Kolben: Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses und bessere Abgaswerte wegen gleichmäßigem Verschleiß der Zylinderwand am Umfang sowie Verkleinerung der Höhe des Kolbens,
– Streben zu kleineren Reibungsverlusten, weil die Kurbel-Pleuel-Triebwerke viele schmierbedürftige Gelenkflächen haben,
– Verkleinerung dynamischer Verluste, weil Kurbelwelle viele massive Ausgleichselemente enthält.

There were always attempts to replace the crank mechanism by crankshaft-less engines. Reasons and goals of the experiments were:

- the desire for higher performance, where you had to increase the number of cylinders; Engine mechanics quickly pushed to the limits,
- Change in the law of motion of the piston to improve the gas exchange, z. B. shortening of the power stroke in favor of prolonging the intake stroke thanks to the stopping of the piston a certain time at bottom dead center,
- thanks to elimination of the lateral force on the pistons: increase of the compression ratio and better emission values due to uniform wear of the cylinder wall on the circumference and reduction of the height of the piston,
- Seek to smaller friction losses, because the crank-connecting rod engines have many joints surfaces requiring lubrication,
- Reduction of dynamic losses because crankshaft contains many massive compensation elements.

Der Gegenkolbenmotor hat einige Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Hubkolbenmotor:

– fast vollkommener Ausgleich durch gegenläufige Kurbeltriebwerke, was höhere Laufkultur und Geschwindigkeit/Leistung ermöglicht,
– höherer thermischer Wirkungsgrad dank dem Fehlen der Wärmeabfuhr von den Zylinderköpfen; zum Zeitpunkt der stärksten Kompression macht das fast die Hälfte der Oberfläche aus,
– es gibt keine Zylinderköpfe und Ausgleichswellen.

The piston engine has several advantages over the conventional piston engine:

- almost perfect balance by counter-rotating crank mechanisms, which enables higher refinement and speed / performance,
- higher thermal efficiency thanks to the absence of heat dissipation from the cylinder heads; at the time of the strongest compression that's almost half the surface area
- There are no cylinder heads and balance shafts.

Der Gegenkolbenmotor hat einen großen Nachteil: Verwendung von zwei Kurbelwellen oder eines komplizierten Hebelmechanismus bei einer Kurbelwelle – das führt zu längerer Bauweise und höherem Gewicht.The opposed piston engine has one major drawback: using two crankshafts or a complicated lever mechanism on a crankshaft - this results in a longer design and higher weight.

Die Grundidee vorgeschlagener Erfindung bezieht sich auf den Kurvenscheiben-Motor nach Konzept der Brüder Blaser – siehe „Bauart Herrman” in MTZ 11/1997, 660, S. 7 „Gescheiterte Motorenkonzeptionen...”, S. Zima» .The basic idea of proposed invention relates to the cam motor according to the concept of the brothers Blaser - see "Type Herrman" in MTZ 11/1997, 660, p. 7 "Failed engine concepts ...", S. Zima » ,

Dieses Motorkonzept wurde ab dem Jahr 1916 bis 1960 hinweg vom Herrmann als „Herrmann-Motor” entwickelt: US 2237621 A , US 2237989 A , US 2243817 A , US 2243818 A , US 2243819 A , US 2284319 A , US 2243820 A , US 2243821 A , US 2243822 A , US 2966899 A , US 2983264 A , US 3016110 A .This engine concept was developed from the year 1916 to 1960 by Herrmann as a "Herrmann engine": US 2237621 A . US 2237989 A . US 2243817 A . US 2243818 A . US 2243819 A . US 2284319 A . US 2243820 A . US 2243821 A . US 2243822 A . US 2966899 A . US 2983264 A . US 3,016,110 A ,

Es wurden 40 Prototypen-Motoren von der Herrmann-Gruppe gebaut. Im Herrmann-Motor (in seiner Versuchsvariante vom Baujahr 1937 als 12-Zylinder-Viertakt-Ottomotor: Bohrung – 77,6 mm, Hub – 95,3 mm) sah man in den 1920-er und 1930-er Jahren eine aussichtsreiche Alternative zu herkömmlichen Flugzeugmotoren.40 prototype engines were built by the Herrmann Group. In Herrmann engine (in its experimental version of the year 1937 as 12-cylinder four-stroke gasoline engine bore - 77.6 mm, stroke - 95.3 mm) was seen in the 1920s and 1930s, a promising alternative to conventional aircraft engines.

Seitdem wurde/wird „Herrmann-Motor” vom Unternehmen „Dyna-Cam Motor” als „Dynamotor” entwickelt. Dabei wurde folgendes eingesetzt: Keramikzylinderlaufbuchsen ohne Kolbenringe, piezoelektrische Ventile und viel anderes: WO 2007014245 A2 , US 20070069043 A1 . Diese Motoren kann man auf folgenden Videos anschauen:
http://www.engineeringtv.com/video/AVEC-Axial-Vector-Engine
https://www.youtube.com/watch?v=uJSLDq7MkhQ (ab 6:08 min.).Since then, "Herrmann-Motor" has been developed by the company "Dyna-Cam Motor" as a "dynamotor". The following was used: ceramic cylinder liners without piston rings, piezoelectric valves and much more: WO 2007014245 A2 . US 20070069043 A1 , These engines can be seen on the following videos:
http://www.engineeringtv.com/video/AVEC-Axial-Vector-Engine
https://www.youtube.com/watch?v=uJSLDq7MkhQ (from 6:08 min.).

Die Nachteile der Konstruktionen des Herrmann-Motors und Dynamotors:

– der Pistol besteht aus zwei entgegengerichteten gekuppelten Kolben mit einem massiven verbindenden Übergangsteil und hat große Trägheit. Bei der Hin- und Herbewegung wird sich große Trägheitskraft des Pistols mit der Gaskraft summieren, das auf die Motorteile zerstörende Wirkung aufweisen soll,
– die Kolbenringe fehlen; dieser Übergangsteil ist von der Motorachse weit verschoben, deswegen ist sein Massenschwerpunkt auch verschoben. Aus diesem Grund wird die Achse des Pistols beim Oszillieren schwanken, und einschwenkende Stirnfläche des Kolbens wird die Zylinderfläche anschrammen,
– abwechselnd einseitige Kraftanlegung an die Kurvenscheibe vom erwähnten Pistol. Das entstehende Quermoment ist gleich dem Produkt der [Gaskraft/Achsenkraft vom Brennraum an den Kolbenboden] mal den [Abstand von der Kolbenachse bis Motorachse]. Dieses Quermoment führt zum Schwanken der Motorachse samt der Kurvenscheibe, das zu forcierter Abnutzung der Lager an der Motorwelle und zur Unparallelität der Kontaktflächen der Rolle mit der Kurvenscheibe (als Folge – schnelle Abnutzung der beiden) führt,
– da die Rolle aus einem Bolzen mit auf ihm aufgesetzten Ring (siehe ab 2:10 http://www.engineeringtv.com/video/AVEC-Axial-Vector-Engine ) besteht, kann man keine große Pressung gestatten;
– die Achsenkraft an jede Rolle wird an/von die/der Kurvenscheibe/Hubscheibe durch die Rollenknote (siehe US 3016110 A , Blatt 1, 1) übertragen. Diese Knote ist nichtdauerhaft: sie ist den Knoten von Walzen der Walzgerüste ähnlich, davon sollen ähnliche Probleme stattfinden. Erstens verursacht die Belastung auf die Rolle ihre Biegung (als Folge – ungünstige Lagerung) und zweitens liegt ganze Belastung auf die Rollenzapfen, die kleine Durchmesser haben. Deswegen wird auf ihnen großer Herzscher Druck stattfinden, und die Rollenzapfen werden wegen der Achsenkraft zusammen mit der Rolle auch verbogen; somit sind die Rollenzapfen schwächste und angriffsgefärdete Bereiche des Dynacam-Motors wegen großen Hertzscher Drucks und ihrer Biegung,
– Verbindung der Kolben mit der Rollenknote in eine Ganze (ähnliche Lösung siehe in Pistons But No Connecting Rods http://www.thetruthaboutcars.com/2013/07/the-new-waissi-engine-pistons-but-no-connecting-rods/ ) ist misslungen: die Wärmeabgabe vom Brennraum erfolgt direkt an die Rolle,
– Zusammenbau ist sehr aufwendig: das Unterbringen der Kurvenscheibe zwischen dem Rollenpaar ist sehr aufwendig. Wenn die gekuppelten Kolben einteilig sind, ist das Unterbringen der Kurvenscheibe nur vor dem Unterbringen der Kolben in Passbohrungen möglich. Wenn die gekuppelten Kolben mehrteilig sind, ist ihr Erzeugen sehr kompliziert, und sie werden einige. Zonen der Spannungskonzentration aufweisen. Denkbare Varianten des Zusammenbaus sind vom Dynamotor für die Serienproduktion sind unverträglich aufwendig: sie fordern strenge technologische Maßnahmen und Zusammenarbeit eines großen Arbeitsteams.

The disadvantages of the constructions of the Herrmann engine and dynamo:

- The pistol consists of two counter-rotating coupled pistons with a solid connecting transition part and has great inertia. In the reciprocating motion, great inertial force of the pistol will add up with the gas force, which should have destructive effect on the engine parts,
- the piston rings are missing; This transitional part is far from the motor axis, so its center of gravity is also shifted. For this reason, the axis of the pistol will oscillate when oscillating, and a pivoting end face of the piston will scratch the cylinder surface,
- alternately unilateral force application to the cam of said pistol. The resulting transverse moment is equal to the product of [gas force / axial force from the combustion chamber to the piston crown] times the [distance from the piston axis to the motor axis]. This transverse moment leads to the oscillation of the motor axis including the cam plate, which leads to forced wear of the bearings on the motor shaft and to the non-parallelism of the contact surfaces of the roller with the cam plate (as a consequence - rapid wear of the two),
- since the roll consists of a bolt with a ring placed on it (see from 2:10 http://www.engineeringtv.com/video/AVEC-Axial-Vector-Engine ), one can not allow a large pressure;
The axle force on each roller is transmitted to / from the cam disc / lifting disc by the roller note (see US 3,016,110 A , Page 1, 1 ) transfer. This knot is non-permanent: it is similar to the knot of rolls of rolling mills, of which similar problems are to take place. First, the load on the roll causes its bending (as a result - unfavorable storage) and secondly, whole load is on the roller pins, which have small diameters. Because of this great heart-shear pressure will take place on them, and the roller pins will also be bent along with the roller because of the axle force; Thus, the roller pins are weakest and vulnerable areas of the Dynacam engine due to large Hertzian pressure and its bending,
- Connection of the pistons with the roller mark into a whole (similar solution in Pistons But No Connecting Rods http://www.thetruthaboutcars.com/2013/07/the-new-waissi-engine-pistons-but-no-connecting-rods/ ) failed: the heat output from the combustion chamber is directly to the role,
- Assembly is very complicated: the accommodation of the cam between the pair of rollers is very expensive. When the coupled pistons are integral, accommodating the cam is possible only prior to accommodating the pistons in mating bores. If the coupled pistons are multipart, their creation is very complicated, and they become some. Have zones of stress concentration. Conceivable variants of the assembly are of the dynamotor for the series production are incompatible consuming: they demand strict technological measures and co-operation of a large work team.

Die ähnlichen Ideen sind in Werken DE 341 95 82 A1 , DE 10 2005 007 713 A1 , US 4 022 167 A , DE 505 830 A , DE 2 500 608 A1 , DE 20 2007 015 140 U1 , US 1 569 525 A (Owens, patentiert am 12.01.1926) und US 4 084 555 A dargestellt.The similar ideas are in works DE 341 95 82 A1 . DE 10 2005 007 713 A1 . US Pat. No. 4,022,167 A . DE 505 830 A . DE 2 500 608 A1 . DE 20 2007 015 140 U1 . US 1 569 525 A (Owens, patented on January 12, 1926) and US 4 084 555 A shown.

In Werken vom Autor: DE 10 2010 056 125 B4 und DE 10 2010 056 126 A1 sind diese Nachteile teilweise eliminiert; die Abwärtsbewegung der Kolbeneinheit erfolgt dank Verwendung einer zusätzlichen Rücklaufscheibe und einer zusätzlichen Rolle. Es wird an diese Rolle von der Rücklaufscheibe die Achsenkraft mit einem Drehmoment angelegt, das problematisch zu kompensieren ist.In works by the author: DE 10 2010 056 125 B4 and DE 10 2010 056 126 A1 these disadvantages are partially eliminated; the downward movement of the piston unit takes place thanks to the use of an additional return pulley and an additional roller. It is applied to this role of the flywheel, the axle force with a torque that is problematic to compensate.

Das Ziel vorliegender Idee ist das Erschaffen eines kurbelwellen- und pleuellosen Boxermotors, der keine erwähnten Nachteile bekannter Gegenkolbenmotoren- und Kurvenscheiben aufweist.The goal of the present idea is to create a crankshaft and conrodless boxer engine, which has no mentioned disadvantages of known Gegenkolbenmotoren- and cams.

Es sind folgende Kennzeichnungen angegeben:

AR: – Arbeitsrolle
D: – Hubscheibe/Kurvenscheibe
F: – Fixierelement
G: – Halter
H: – Hülse im Halter G oder im Zylinder Z
K: – Kolbenstange
L: – Führung
N: – Passfeder
NH: – Nut für Passfeder N in Hülse H
NL: – Nut für Passfeder N in Führung L
OD: – oberes Profil der Ringschiene T
OH: – obere Hülse für das Umfassen der Arbeitsrolle AR
OS: – oberer Anteil des Stützelements S
P: – Säule
RR: – Rücklaufrolle
S: – Stützelement
T: – Ringschiene der Hubscheibe D
UD: – unteres Profil der Ringschiene T
UH: – untere Hülse für das Umfassen der Rücklaufrolle RR
US: – unterer Anteil des Stützelements
V: – Ventilsteuerscheibe
W: – Triebwelle
Z: – Zylinder (Arbeitszylinder).

The following markings are indicated:

AR: - Work role
D: - Stroke disc / cam
F: - Fixing element
G: - Holder
H: - Sleeve in the holder G or in the cylinder Z
K: - piston rod
L: - Leadership
N: - Adjusting spring
NH: - Groove for key N in sleeve H
NL: - Groove for key N in guide L
OD: - Upper profile of the ring rail T
OH: - Upper sleeve for embracing the work roll AR
OS: - Upper portion of the support element S
P: - Pillar
RR: - return roller
S: - Support element
T: - Ring rail of the lifting disc D
UD: Lower profile of the ring rail T
UH: - Lower sleeve for embracing the return roller RR
US: - Lower portion of the support element
V: - Valve control disc
W: - Drive shaft
Z: - Cylinder (working cylinder).

Das Ziel wird dadurch erreicht, indem ein Gegenkolbenmotor mit den Merkmalen:

– zwei festgestellte Halter G, jeder von denen die axialsymmetrisch angeordneten und paarweise auf gleichen Achsen befindlichen Bohrungen hat,
– eine in den Zentralbohrungen der Halter G sich drehende Triebwelle W,
– eine zwischen den Haltern G befindliche Ventilsteuerscheibe V, die auf der Triebwelle W so festgestellt ist, dass ihre Stirnseiten über den Druckaufnahmeflächen der Schäfte von Ansaug- und Auslassventilen aufgestellt sind; auf diesen Stirnseiten sind gleiche Leitprofile gebildet, wobei jedes Leitprofil erwünschter Hubkurve jeweiligen Ventils entspricht; Kontakt jedes Ventilschaftes mit dem Leitprofil erfolgt durch ein Drehelement,
– zwei auf der Triebwelle W festgestellte Hubscheiben D, so dass sich jeder Halter G zwischen der Ventilsteuerscheibe V und einer von der Hubscheiben D befindet,
– in jeder Bohrung der Halter G ist ein Zylinder Z festgestellt, in dem eine Kolbeneinheit oszilliert, die eine Kolbenstange K und ein Stützelement S beinhaltet,
– das Stützelement S fasst eine Rücklaufrolle RR und eine die Stirnfläche der Hubscheibe D abrollende Arbeitsrolle AR um, wobei
– an beiden Stirnflächen der Hubscheibe D ist je eine Ringschiene T ausgeführt, die sich ein T-förmiges Profil oder ein Einschenkel-Profil darstellt, dabei obere Fläche OD und untere Fläche UD der Ringschiene T sind der Achse der Hubscheibe D orthogonal,
– die unteren Flächen UD der Ringschiene T werden mit den Rücklaufrollen RR abgerollt, damit wird die Abwärtsbewegung der Kolbeneinheiten bei Ansaugtakt und Motorstart gewährleistet,
– jede Rücklaufrolle RR wird im Bereich des Kontakts mit der Fläche UD der Hubscheibe D mindestens auf die Hälfte mit dem Stützelement S umgefasst,
– die Achsen der in einem Stützelement S angeordneten Rücklaufrollen RR sind parallel und liegen hauptsächlich auf einer Achse,
– die obere Fläche OD der Ringschiene T wird mit der Arbeitsrolle AR abgerollt.

The objective is achieved by providing an opposed piston engine with the features:

Two fixed holders G, each of which has axially symmetrical bores arranged in pairs on the same axes,
A drive shaft W rotating in the central bores of the holders G,
A valve control disc V located between the holders G, which is detected on the drive shaft W so that their end faces are placed over the pressure receiving surfaces of the shafts of intake and exhaust valves; on these faces same guide profiles are formed, each guide profile desired lift curve corresponding valve corresponds; Contact each valve stem with the guide profile is made by a rotary element,
Two stoppers D detected on the drive shaft W, so that each holder G is located between the valve control disc V and one of the lifting discs D,
- in each bore of the holder G, a cylinder Z is found, in which a piston unit oscillates, which includes a piston rod K and a support element S,
- The support member S summarizes a return roller RR and a the end face of the lifting disc D rolling work roll AR, wherein
- At both end faces of the lifting disc D is ever a ring rail T executed, which is a T-shaped profile or a one-leg profile, while upper surface OD and lower surface UD of the ring rail T are the axis of the eccentric disc D orthogonal,
The lower surfaces UD of the ring rail T are unrolled with the return rollers RR, thus ensuring the downward movement of the piston units during intake stroke and engine start,
Each return roller RR is enclosed in the area of contact with the surface UD of the lifting disk D at least halfway with the support element S,
The axes of the return rollers RR arranged in a support element S are parallel and lie mainly on one axis,
- The upper surface OD of the ring rail T is unrolled with the work roll AR.

Auf den – sind vereinfachte Ausführungsvarianten des vorliegenden Motors gezeigt; für bessere Übersichtlichkeit wurde vornehmlich vertikaler Aufbau angenommen.On the - shown simplified embodiments of the present engine; For better clarity, mainly vertical construction was assumed.

Die Hin- und Herbewegung der Kolbeneinheit erfolgt dank der Gleitbewegung der Innerfläche von Führung L auf der Außenfläche hervorstehenden Teils des Zylinders Z.The reciprocating movement of the piston unit is due to the sliding movement of the inner surface of guide L on the outer surface of the protruding part of the cylinder Z.

Um den größeren Widerstand der Seitenkraft an die Kolbeneinheit zu leisten, wird das Folgende vorgeschlagen:

– zusätzliches Fixieren der Führung L auf der Innerfläche der Hülse H – siehe , , ,
– den Einsatz der Säulen P, die durch/an die Stützelemente S verlaufen – siehe . Nichtverdrehung der Kolbeneinheit wird dank
– dem Einsatz einer Passfeder N, die sich in Nut NL der Führung L und in Nut NH der Hülse H untergebracht ist – siehe , , ,
– oder dank dem oben erwähnten Einsatz der Säulen P – siehe .

In order to provide the greater resistance of the lateral force to the piston unit, the following is suggested:

- Additional fixing of the guide L on the inner surface of the sleeve H - see . . .
- The use of the columns P, which pass through / to the support elements S - see , Non-rotation of the piston unit is thanks
- The use of a feather key N, which is housed in groove NL of the guide L and in groove NH of the sleeve H - see . . .
- or thanks to the above mentioned use of columns P - see ,

Das T-förmige Profil auf der Ringschiene T ist im Vergleich zum Einschenkel-Profil bevorzugt, weil es beiderseitigen Druck mit einem Paar Rücklaufrollen RR auf das Stützelement S aufweist. Im Fall des Einschenkel-Profils – siehe – nimmt das Stützelement S von der Rücklaufrolle RR einseitigen Druck auf, das das Hebelmomentan die Kolbeneinheit herbeistellt.The T-shaped profile on the ring rail T is preferred in comparison to the one-leg profile because it has mutual pressure with a pair of return rollers RR on the support element S. In the case of the single-leg profile - see - Receives the support member S from the return roller RR one-sided pressure, which provides the Hebelmomentan the piston unit.

Die Rollen AR und RR kann man ohne oder mit Hülsen ausführen:

– OH – obere Hülse für das Umfassen der Arbeitsrolle AR,
– UH – untere Hülsen für das Umfassen der zwei Rücklaufrollen RR.

Die Variante mit den Hülsen ist vorteilhaft, weil sich sie aus Materialien mit wesentlich höherer Härte als Material des Stützelements S anfertigen und Bohrungen für die Rollen AR und RR mit engeren Toleranzen schleifen lassen. Die Rücklaufrolle RR soll einen Stütz von unten haben und seitlich maximal umgefasst sein, d. h. sie darf als die Konsole nicht arbeiten, sonst wird sie auf dem Kontakt mit dem Rand des Stützelements S wegen hoher Spannungskonzentration schnell abgenutzt sein.Rolls AR and RR can be done without or with sleeves:

- OH - upper sleeve for including work roll AR,
- UH - lower sleeves for embracing the two return rollers RR.

The variant with the sleeves is advantageous because they are made of materials with much higher hardness than the material of the support element S and allow grinding holes for the rollers AR and RR with narrower tolerances. The return roller RR should have a support from below and be maximally enclosed on the side, ie it must not work as the console, otherwise it will quickly wear out on contact with the edge of the support element S due to high stress concentration.

Es werden folgende Varianten des Stützelements S vorgeschlagen:

– einteiliges – siehe , – ,
– mehrteiliges, bestehend aus 3 Teilen: aus oberem Stützelement OS für die Haltung der oberen Hülse OH samt/oder der Arbeitsrolle AR und aus zwei unteren Anteilen US für die Haltung der unteren Hülsen UH samt/oder den/der Rücklaufrollen RR – siehe , , , – .

The following variants of the support element S are proposed:

- one-piece - see . - .
- multi-part, consisting of 3 parts: upper support element OS for holding the upper sleeve OH together with / or the work roll AR and two lower portions US for the attitude of the lower sleeves UH together with / or the / the return rollers RR - see . . . - ,

Die Nichtverschiebung der Rollen AR und RR wird z. B. dank dem Einsatz von Fixatoren F gewährleistet.The non-displacement of the rollers AR and RR is z. B. thanks to the use of fixators F guaranteed.

Im Fall des einteiligen Stützelements S soll sein Zusammenbau folgendermaßen erfolgen:

– man soll nach dem Unterbringen des Stützelements S an der Ringschiene T die im Kohlendioxidschnee oder flüssigen Stickstoff abgekühlten Hülsen OH und UH in seine mit dem Öl bedeckten Bohrungen einstecken,
– oder man soll nach der Erwärmung des Stützelements S im warmen (90°C) Öl oder im Kochwasser es an der Ringschiene T hineinbringen und dann die mit dem Öl bedeckten Hülsen OH und UH in seine Bohrungen einstecken.

Dabei soll das Übermaß minimal sein: Absolutsumme von Maßabweichungen der gefügten Teile.In the case of the one-piece support element S, its assembly should take place as follows:

After the housing of the support element S on the ring rail T, the tubes OH and UH cooled in the carbon dioxide snow or liquid nitrogen are to be inserted into its holes covered with the oil,
- Or you should after the heating of the support element S in the warm (90 ° C) oil or cooking water bring it to the ring rail T and then insert the oil-covered sleeves OH and UH in its holes.

The excess should be minimal: Absolute sum of deviations of the joined parts.

Zwecks radikaler Verkürzung von Baugrößen des vorgeschlagenen Motors ist der Einsatz von zwei oder einigen Kolbenstangen K, die sich auf das breitere Stützelement S aufstützen, empfohlen – siehe , . In diesem Fall findet folgendes statt:

– zwei Mal kleinere Achsen- und Seitenkraft an jede Kolbenstange K,
– gleichmäßige Kraftverteilung und fast zwei Mal kleinere Hertzsche Pressung auf dem Kontakt breiteren Profils OD der Ringschiene T mit breiterer Arbeitsrolle AR.

For the purpose of radically shortening the sizes of the proposed engine, the use of two or a few piston rods K resting on the wider support element S is recommended - see . , In this case, the following occurs:

Two times smaller axial and lateral force to each piston rod K,
Uniform force distribution and Hertzian pressure almost twice smaller on the contact of wider profile OD of the ring rail T with wider working roller AR.

Der Gaswechsel beim vorgeschlagenen Motor erfolgt dank der Hin- und Herbewegung von Kugeln der Ansaug- und Auslassventile an den Leitprofilen der Ventilsteuerscheibe V. Man soll die Luftabfuhr aus dem Unterkolbenraum ins Ansaugrohr oder durch den Seitenraum des Zylinders Z zu den Ansaugventilen nach DE 10 2011 017 247 A1 vorsehen.The gas exchange in the proposed engine is due to the reciprocation of balls of the intake and exhaust valves to the guide profiles of the valve disc V. The air removal from the sub-piston space into the intake pipe or through the side space of the cylinder Z to the intake valves to DE 10 2011 017 247 A1 provide.

Da die Zylinderwand keiner Seitenkraft ausgesetzt wird, wird sie gleichmäßig umkreis verrieben. Deshalb kann man beim vorgeschlagenen Motor größere Verdichtung und bessere Abgaswerte erzielen. Das Auslassen der Seitenkraft ermöglicht die Verwendung des Kolbens mit wesentlich kleinerer Höhe und sogar, wie beim oben erwähnten Dynamotor, ohne Kolbenringe.Since the cylinder wall is not subjected to lateral force, it is rubbed evenly around. Therefore, you can achieve greater compression and better emissions in the proposed engine. The omission of the lateral force allows the use of the piston with a much smaller height and even, as with the dynamotor mentioned above, without piston rings.

Da die Kurvenscheibentrieb jede Kinematik der hin- und her Bewegung ermöglicht, soll man die Abwärtsbewegung maximal beschleunigen und somit den Kolben im unteren Totpunkt eine gewisse Zeit aufhalten. Somit werden beim verkürzten Arbeitstakt kleinere Erwärmung der Zylinderwand und größerer Unterdruck im Brennraum beim Ansaugtakt erreicht sein, – das ermöglicht größere Auffüllung und höheres Verdichtungsverhältnis.Since the camshaft drive allows each kinematics of reciprocating motion, one should maximally accelerate the downward movement and thus stop the piston at the bottom dead center for a certain time. Thus, in the shortened power stroke smaller heating of the cylinder wall and greater negative pressure in the combustion chamber are achieved in the intake stroke, - allows greater filling and higher compression ratio.

Um die Verdrehung der Rollen AR und RR zu vermeiden, soll ihre Härte nicht kleiner sein als die Härte der Ringschiene T und der sie umfassenden Teile, und zwar des Stützelements S oder seiner Hülsen OH und UH.In order to avoid the rotation of the rollers AR and RR, their hardness should not be less than the hardness of the ring rail T and the parts comprising them, namely the support element S or its sleeves OH and UH.

Es werden folgende Materialien für die Bestandteile des vorgeschlagenen Motors empfohlen:

– für Hubscheibe D: einteilige Hubscheibe D und ihr Außenteil mit der Ringschiene T – aus einem rostfreien martensitischen Stahl mit dem Kohlenstoffgehalt C ≥ 0,8%, und ihr Innenteil – aus einem iedriglegierten Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt,
– für Ventilsteuerscheibe V – aus einem rostfreien martensitischen Stahl mit dem Kohlenstoffgehalt C ≥ 0,8%,
– für Teile des Stützelements S, und zwar: für das einteilige Stützelements S und für den oberen Anteil OS des mehrteiligen Stützelements S – rostfreier martensitischer Stahl mit entweder mittlerem Kohlenstoffgehalt mit dem Nitrieren nach dem Schleifen oder mit dem Kohlenstoffgehalt C ≥ 0,8%; für den unteren Anteil US des mehrteiligen Stützelements S – rostfreier martensitischer Stahl mit entweder mittlerem Kohlenstoffgehalt. Dank sehr großer Härte, niedrigem spezifischem Gewicht und kleiner Bindefähigkeit am Stahl passt Siliziumnitrid für die Rollen AR und RR sowie für ihre Hülsen OH und UH ideal.

The following materials are recommended for the components of the proposed engine:

- for lifting disc D: one-piece lifting disc D and its outer part with ring band T - made of a martensitic stainless steel of carbon content C ≥ 0,8%, and its inner part - made of a low-alloyed medium carbon steel,
- for valve control disc V - made of martensitic stainless steel with carbon content C ≥ 0,8%,
For parts of the support element S, namely: for the one-piece support element S and for the upper part OS of the multi-part support element S, either martensitic stainless steel with either nitriding after grinding or with carbon content C ≥ 0,8%; for the lower portion US of the multi-part support element S - martensitic stainless steel of either medium carbon content. Thanks to their very high hardness, low specific weight and low bondability to steel, silicon nitride is an ideal match for the AR and RR rolls, as well as for their OH and UH sleeves.

Es sind folgende Hauptmaße für eine Versuchsvariante des vorgeschlagenen Motors als 16-Zylinder-Motor angegeben (weiterhin: ∅ – Außendurchmesser):
Arbeitszylinder – ∅ 80 mm, Kolbenhub – 80 mm, Arbeitsrolle AR – ∅ 25 mm, Ringschiene T – ∅ 400 mm, Ventilsteuerscheibe V – ∅ 470 mm, Gehäuse mit Wassermantel – ∅ 550 mm, die Länge des Motors als Abstand zwischen den Außenstirnflächen der Hubscheiben V – nahe 1000 mm. Somit ergibt sich die Außenmaße vom Block des 16-Zylinder(je ∅ 80 mm)-Motors ∅ 0,55 m × 1 m.The following main dimensions are given for a test variant of the proposed engine as a 16-cylinder engine (furthermore: ∅ - outer diameter):
Working cylinder - ∅ 80 mm, piston stroke - 80 mm, work roll AR - ∅ 25 mm, ring rail T - ∅ 400 mm, valve control disk V - ∅ 470 mm, housing with water jacket - ∅ 550 mm, the length of the motor as distance between the outer end faces of the Lifting discs V - near 1000 mm. Thus, the external dimensions of the block of the 16-cylinder (∅ 80 mm) each engine ∅ 0.55 m × 1 m.

Das Auslassen von Kurbelwelle, Kurbel, Pleuel und Kraftübertragungsmechanismus zwischen der Triebwelle und dem Ventiltrieb sowie die Verwendung der Kolben mit wesentlich kleinerer Höhe (dabei ohne Kolbenbolzen) ermöglichen rasche Startfähigkeit des Fahrzeugs.The omission of crankshaft, crank, connecting rod and power transmission mechanism between the drive shaft and the valve train and the use of the piston with a much smaller height (while without piston pin) allow rapid starting ability of the vehicle.

Der Motor hat sehr ruhigen Motorlauf, weil in seiner Konstruktion vollständiger Massenausgleich erreicht ist.The engine has very quiet engine running, because in its construction complete mass balance is achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims

Opposite piston motor contains - two identified holders G, each of which has the axisymmetric arranged and pairwise on the same axis bores, - in the central holes of the holder G rotating drive shaft W, - located between the holders G valve control disc V, on the drive shaft W is established so that their end faces are placed over the pressure-receiving surfaces of the shafts of intake and exhaust valves; on these faces same guide profiles are formed, each guide profile desired lift curve corresponding valve corresponds; Contact each valve stem with the guide profile is made by a rotary element, - two detected on the drive shaft W lifting discs D, so that each holder G between the valve disc V and the Hubscheibe D is - in each hole of the holder G is a cylinder Z found, in which a piston unit oscillates, which includes a piston rod K and a support element S, - the support element S summarizes a return roller RR and the end face of the lifting disc D rolling work roll AR, characterized in that - at both end faces of the lifting disc D is ever one Ring rail T executed, which is a T-shaped profile or a one-leg profile, while upper surface OD and lower surface UD of the ring rail T are the axis of the lifting disc D orthogonal, - the lower surfaces UD of the ring rail T are with the return rollers RR unrolled, so that the downward movement of the piston units during intake stroke and engine start is guaranteed et, - each return roller RR is in the area of contact with the surface UD of the lifting disk D at least half of the support element S encompassed, - the axes of the arranged in a support element S return rollers RR are parallel and are mainly on an axis, - upper surface OD of the ring rail T is unrolled with the work roll AR.

Boxer engine according to claim 1, characterized in that each piston unit contains two or a few supported on a support member S piston rods K.