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Rotationskolben-Brennkraftmaschine in der Ausführung als Dieselmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine in der Ausführung als Dieselmaschine inTrochoidenbauart, mit einem feststehenden Gehäuse, das eine zweibogige innere Mantelfläche bildet, die zwischen dem Einlass- und Auslasskanal eine achsnahe Zone und dieser gegenüberliegend einezweiteachsnaheZoneaufweist, inderenBereichdieEinspritzdüse angeordnet ist, und mit einem dreibogigen Kolben, der auf einem Exzenter der Abtriebswelle gelagert ist, durch ein Getriebe in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl der Abtriebswelle angetrieben wird und mit an seinen Ecken angeordneten Radialdichtungen an der inneren Mantelfläche gleitet,
wobei er mit seinen zwischen denRadialdichtungen liegenden Flanken in Verbindung mit dem Gehäuse jeweils in den achsnahen Zonen das kleinste Volumen einschliesst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Anwendung des Dieselverfahrens trotz der bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen der beschriebenen Art gegebenen ungünstigen baulichen Voraussetzungen, z. B. trotz des langgestreckten und verhältnismässig schmalen Verbrennungsraumes, durch gute Brennstoffaufbereitung einen einwandfreien Verbrennungsablauf sicherzustellen, der einen weichen Gang der Maschine und einen rauchfreien Auspuff ermöglicht.
In Lösung der gestellten Aufgabe besteht die Erfindung darin, dass dieEinspritzdüse radial zum Gehäuse stehend in Umlaufrichtung des Kolbens vor der achsnahen Zone angeordnet ist, die Spritzrichtung der Einspritzdüse in Achsrichtung der Einspritzdüse bei Spritzbeginn annähernd senkrecht gegen die Flanke des Kolbens gerichtet ist und bei Verwendung einer Mehrloch-Einspritzdüse ausserdem einStrahl inUtnlaufrichtung und/oder ein Strahl entgegen der Umlaufrichtung des Kolbens abgespritzt wird.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass der von der Einspritzdüse abgespritze flüssige Brennstoff sich auf der heissen Flanke des an der Düse vorbeiwandernden Kolbens als dünner Brennstoff-Film niederschlägt und dort progressiv verdampft. Dieser Brennstoffdampf wird von der mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit vorbeiströmenden Luft, die als Quetschströmung zwischen der Mantelfläche und der Kolbenflanke durch die Bewegung des Kolbens entsteht, mitgerissen und verwirbelt. Hiedurch dehnt sich die Verbrennung
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brennende Gase zusammen mit noch nicht verbranntem Brennstoff in den voreilenden Brennraumteil geblasen, wo der restliche Brennstoff durch die dort vorhandene Luft verbrannt wird. Dies ist eine Art Vorkammer-Effekt, der für eine zusätzliche Durchwirbelung sorgt.
Die ganze im Verbrennungsraum vorhandene Luft wird für die Verbrennung herangezogen und ein rauchfreier Auspuff sichergestellt. Bei Verwendung einer Mehrlochdüse ist es durch das Abspritzen eines Brennstoffstrahles ausserdem in Umlaufrichtung des Kolbens und/oder entgegen dieser Richtung möglich, den Zündverzug zu verkürzen, wenn dies besondere Umstände erfordern.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Querschnitt durch das Gehäuse einer Epitrochoiden-Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem Dreieck als innere Hüllfigur dargestellt.
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Nach den Fig. l-5 weist der Kolben 1 der Brennkraftmaschine als Hüllfigur die Gestalt eines Dreieckes auf, dessen Ecken bei der Bewegung in Pfeilrichtung 2 der eine Epitrochoide darstellenden Kontur der Kolbenlaufbahn 3 im feststehenden Gehäuse 4 folgen. Der Einlasskanal ist mit 5, der Auslasskanal, mit
6 und die Einspritzdüse mit 7 bezeichnet.
In der in Fig. 1 gezeigten Stellung nimmt der Kolben 1 mit der Kolbenfläche 8 die obere Totpunktstellung ein, d. h. der von der Kolbenbahn 3 und der Kolbenfläche 8 begrenzte Verbrennungsraum 9 weist den kleinsten Rauminhalt auf. Bevor der Kolben 1 die obere Totpunktstellung erreicht hat und etwa in der inFig. 2 dargestelltenLage steht (vergrössert gezeigt inFig. 2a), wird mittels der Einspritzdüse 7 Brennstoff in den. Brennraum 9 eingespritzt, derart, dass ein kompakter Strahl 10 im wesentlichen radial zum Kolben 1 gerichtet auf die heisse Kolbenfläche 8 auftritt und dort einen Brennstoff-Fleck bildet. Da sich der Kolben 1 dabei in Pfeilrichtung 2 bewegt, zieht der Brennstoff auf der Kolbenfläche 8 eine Spur und die Kolbenfläche überzieht sich mit einem Brennstoff-Film 11.
Auf der heissen Kolbenfläche 8 verdampft der Brennstoff fortschreitend und es findet infolge der Bewegung des Kolbens 1 eine Strömung der Verbrennungsluft statt, welche den Brennstoff von der Kolbenfläche abschält und den Brennstoffdampf verwirbelt.
Die Luftströmung entsteht als Quetschströmung durch die Bewegung des Kolbens.
Hat der Kolben 1 etwa die aus Fig. 3 ersichtliche Stellung eingenommen (vergrössert dargestellt in Fig. 3a), beginnt das Brennstoff-Luftgemisch im Brennraum 9 zu zünden. Dadurch, dass die Verbrennung zuerst im nacheilenden Raumteil des Brennraumes 9 einsetzt, werden durch die von der Verbrennung erzeugte Druckerhöhung brennende Gase zusammen mit noch unverbranntem Brennstoff in den voreilenden Raumteil geblasen, wo der restliche Brennstoff durch die dort vorhandene Luft verbrannt wird. Die ganze im Verbrennungsraum vorhandene Luft wird demnach zur Verbrennung herangezogen, was einen rauchfreien Auspuff sicherstellt.
Bei Ende des Einspritzvorganges nimmt der Kolben 1 etwa die in Fig. 4 gezeigte Stellung ein, die in Fig. 4a in grösserem Massstab erläutert ist.
DieEinspritzdüse 7 liegt nach Fig. 5, welche die Lage des Kolbens 1 am Ende der Verbrennung zeigt, im wesentlichen zwischen der Mitte 12 des Brennraumes im oberen Kolbentotpunkt und der Stelle 13 der höchsten Druckdifferenz zwischen dem Brennraum 9 und dem nacheilenden Verdichtungsraum 14 an der Kolbenlaufbahn 3.
Anstatt eines im wesentlichen radial zum Kolben 1 stehenden Strahles 10, kann der Strahl auch eine
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2, Fig. 2a)einzuspritzen, wobei dieser Strahl zweckmässig eine geringere Menge Brennstoff einbringen soll.