Der LC-Motor
© Lorenz Borsche 1982-2001
Der LC-Motor ist
zunächst mal ein konventioneller Verbrennungsmotor (Otto- oder Dieselmotor),
der mit allen geeigneten Brennstoffen betrieben werden kann. Die Besonderheit
ist die Umsetzung der linearen (geradförmigen) Bewegung der Kolben in
die circuläre (kreisförmige) Bewegung der Kurbelwelle. Während
ausser dem Wankelmotor praktisch alle anderen Motoren dies über ein
Pleuel lösen, eine je nach Kolbenstellung mehr oder weniger schräg
stehende Verbindungstange zur Kurbelwelle, nutzt der LC-Motor eine geometrische
Besonderheit, die es erlaubt, eine Kreisbewegung direkt in eine
geradeförmige Hin-und-Herbewegung zu übersetzen (s. u. Grafik).
Er vereinigt damit die Vorteile des Wankels (runder wuchtfreier Lauf), ohne
seine Nachteile (Dichtungsprobleme, Verbrauch) zu übernehmen, da er
sich hier wie ein Hubkolbenmotor verhält.
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aufgrund einer
besonderen Kinematik kann der LC-Motor mit zwei leichten Starrkolben im
Doppeltaktbetrieb praktisch wuchtfrei laufen
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ohne Wuchtverlust
können zwei der vier Zylinder abgeschaltet werden
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die im Zweitakbetrieb
problematische Spülung erfolgt hier mit Frischluft und hohem Anfangsdruck
(10 atm), aber
- durch geeignete Ventilsteuerzeiten kann auch eine Überspülung und damit eine 100% Brennraum-Spülung erfolgen
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die wuchtfreie Kinematik
erlaubt hohe Drehzahlen und insgesamt einen großen Drehzahlbereich
- der LC-Motor ist für Direkteinspritzung ausgelegt
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Der LC-Motor hat
deutlich weniger bewegliche Teile
- das Leistungsgewicht des LC-Motors liegt bei weniger als der Hälfte vergleichbarer Maschinen
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wegen der
Geradführung der Starr-Kolben durch die LC-Kinematik wird die
Zylinderwandreibung auf ein Minimum reduziert, Einsparungen von 10-15% und
mehr könnten alleine daraus resultieren
Erläuterung: Der linear-circuläre
Kurbeltrieb vermeidet im Idealfall vollständig die normalerweise durch
den schrägstehenden Pleuel entstehende Reibung des Kolbens am
Zylinder. Auch das übliche Verkanten des Kolbens entfällt.
Durch Fertigungstoleranz und Abrieb könnte allerdings ein O- oder
8-förmiges Oszillieren des Kurbelzapfens auftreten, das ähnliche
Verlusteffekte zeitigen könnte. Daher ist zusätzlich ein Element
zum Ausgleich einer ev. auftretenden horizontalen Abweichung von der Geraden
vorzusehen. Die LC-Kinematik erlaubt extrem optimierte Bauformen von
Kurbelgehäuse, Zylindern und Kolben, vor allem als Boxer: In diesem
Fall wirken die gegenüberliegenden Kolben im Sinne des 'Verkanntens'
wie ein großer, die Kolben können 'flach' ausgeführt sein
und die Zylinderlaufbuchse wird nur wenig länger als der effektive Hub.
Die linear bewegte Kolbenstange kann gegen das Kurbelgehäuse abgedichtet
werden und bildet so einen zweiten Verdichtungsraum, der den Ansaugtakt
übernimmt. Damit wird ein 2-Takt-Prinzip mit Kolbensteuerung und
Getrenntschmierung ermöglicht. Das spart viele Teile ein und erlaubt
eine hohe Leistungsdichte. Der im Arbeitstakt hoch beschleunigte Kolben
läuft dann gegen zwei Verdichtungsräume und wird damit wirksam
ohne Kurbelwellenbelastung gebremst. Der Vierzylinder-Doppelboxer kann
vollständig ausgewuchtet werden, auch das Abschalten zweier Zylinder
für den optimiertern Teillastbetrieb hebt diesen Effekt nicht auf. Dabei
können die beiden abgeschalteten Zylinder, die mit ihren Gaspolstern
ein Schwingungssystem bilden, durch geschickte Luftmengenregelung jeweils
im Resonanzbereich gehalten werden, womit die Energieverluste durch die
leerlaufenden Zylinder minimiert werden.
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