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La présente invention a pour objet un moteur à combustion interne à pistons rotatifs avec deux rotors à axes parallèles, tournant dans le même sens mais à des vitesses de rotation différentes, qui sont disposée l'un dans l'autre, le rotor intérieur do4t les arêtes sont .
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parallèles à l'axe restant toujours appliqué contre l'en- veloppe intérieure du rotor extérieur, de telle sorte que l'on obtient des chambres de travail à volume variable.
L'invention a pour but de simplifier la distribu- tion dans les moteurs à combustion interne de ce type et de réaliser cette distribution si possible sans éléments de commande spéciaux. Le moteur à combustion interne à pistons rotatifs suivant l'invention est caractérisé par le fait que le rotor extérieur est en avance par rapport au rotor intérieur et que dans les chambres de travail débouchent des canalisations de distribution, qui sont commandées chaque fois par le rotor recouvrant le canal en question en raison du mouvement relatif entre le rotor intérieur et le rotor extérieur.
Dans un moteur à combustion à pistons rotatifs, dans lequel le rotor extérieur est un corps creux ayant la forme d'une épicycloïde à deux arcs ou d'une courbe extérieure parallèle, contre laquelle le.rotor intérieur vient constamment s'appliquer par trois arêtes parallèles à l'axe, de manière telle que trois chambres de travail de volume variable sont fermées, et dans lequel le rapport entre les vitesses de rotation des rotors intérieur et extérieur est de 2 :
3, les canalisations de distribution débouchant dans les chambres de travail sont commandées suivant l'invention de manière telle que dans les trois chambres de travail un cycle à quatre temps est parcouru.,
Une autre caractéristique de l'invention se rappor- te à un moteur avec un rotor extérieur qui est un corps concave sous forme d'une épicycloïde à trois arcs ou d'une courbe extérieure parallèle à celle-ci, corps contre
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lequel vient s'appliquer constamment le rotor intérieur par quatre arêtes parallèles à l'axe, de manière telle que quatre chambres de travail sont fermées, le rapport entre les vitesses de rotation du rotor intérieur et du rotor extérieur étant de 3 : 4.
Dans ce cas, les canaux de distribution débouchant dans les chambres de travail sont, suivant l'invention, commandés de manière telle que dans les quatre chambres de travail un cycle à six temps est parcouru. A la suite du temps de travail, ce moteur peut exécuter différentes fonctions, par exemple : à la fin du temps de travail, les gaz détendus peuvent être conduits par un canal de transfert dans la quatrième chambre de la machine, dont le volume est à l'instant minimum. Lors de la rotation subséquente de la machine, les deux chambres augmentent de volume, de telle sorte au'une détente prolon- gée permet une utilisation supplémentaire de l'énergie des gaz.
Grâce à la disposition de lumières de commande supplémentaires la quatrième chambre de travail peut éga- lement être utilisée pour l'aspiration et le refoulement d'air de refroidissement. 'Cela permet en particulier de refroidir de manière efficace la cuvette de combustion dans le rotor intérieur.
Les canaux d'admission et d'échappement débouchent, suivant une autre caractéristique de l'invention, dans des lumières dans les parois latérales et/ou dans l'enveloppe du rotor ,extérieur et sont commandés par les arêtes exté- rieures du rotor intérieur. Il est particulièrement con- seillé de raccorder le canal d'échappement en direction en substance radiale à une lumière dans l'enveloppe du rotor extérieur, étant donné que de,cette manière
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l'évacuation des gaz d'échappement est favorisée par l'action centrifuge du rotor en mouvement.
En outre la disposition du canal d'échappement dans l'enveloppe du rotor extérieur présente l'avantage que contrairement à la disposition dans les parois latérales du rotor exté- rieur aucune combustion des joints en raison des tempéra- tures élevées des gaz d'échappement n'est possible.
L'admission du carburant ou du mélange carburant- air a lieu, suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, à travers l'arbre creux du rotor intérieur, qui fait par conséquent fonction de canal d'admission, qui débouche dans des lumières dans les parois latérales du rotor in- térieur. En regard à celles-ci, des canaux de transfert sont prévus dans les parois latérales du rotor extérieur.- Abstraction faite de l'admission simple du carburant, cette disposition présente l'avantage supplémentaire rési- dant dans le fait que lors du contact du mélange avec les surfaces du canal et lors de la déflection du mélange a lieu une évaporation et un réchauffement du mélange, qui exercent une action de refroidissement puissante pour le rotor intérieur.
Le moteur à piston rotatif suivant l'invention fonctionne de préférence avec allumage extérieur. Lorsqu' on a indiqué plus haut que le rotor extérieur est en avance par rapport au rotor intérieur, on entend par cette expression également le principe de l'inversion cinématique, un des rotors étant fixe, tandis que l'autre rotor effectue un mouvement de rotation planétaire.
Le refroidissement du moteur peut avoir la forme d'un refroidissement par liquide ou par air, ou également
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de combinaison de ces de ,% systèmes de refroidissement, en plus du refroidissement ci-dessus décrit en particulier du rotor intérieur par évaporation de mélange, ou, pour le moteur à six temps, par aspiration et refoulement d'air de refroidissement pendant les cinquième et sixième temps.
Le dessin représente des chômas de principe de quelques formes de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1.représente en coupe longitudinale un moteur à combustion interne à pistons rotatifs avec un rotor extérieur sous forme d'épicycloïde à deux arcs et avec un rapport de vitesses de 2 : 3 entre le rotor inté- rieur et le rotor extérieur.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la fig. 1 du même moteur.
Les figs. 3 à 14 sont des schémas qui illustrent la distribution dans un moteur suivant les figs. 1 et 2.
Les figs. 15 à 34 sont des schémas pour illustrer la distribution dans un moteur, dont le rotor extérieur a la forme d'une épicycloïde à trois arcs, et dans lequel le rapport entre les vitesses du rotor intérieur et du rotor extérieur est de 3 : 4, le cinquième et le sixième temps étant utilisés pour une utilisation supplémentaire de l'énergie des gaz.
Les figs. 35 à 42 sont également des schémas d'un moteur avec rotor extérieur en forme d'une épicycloïde à trois arcs et avec un rapport de vitesses entre le rotor intérieur et le rotor extérieur de 3 : 4, les cinquième et sixième temps étant utilisés pour l'aspiration et le refoulement d'air de refroidissement.
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Dans la forme de réalisation suivant les figs. 1 et 2, le carter fixe est désigné par le chiffre de réfé- rence 1. Dans le carter 1 est monté par rotation le rotor intérieur 2, dont l'arbre 3 est creux. Le montage du @ rotor intérieur 2 ou plut8t de son arbre 3 dans le carter 1 a lieu par l'intermédiaire de roulements à rouleaux 4.
A une extrémité de l'arbre creux 3 est raccordé le carbu- rateur 5. Dans le carter 1, et autour du rotor intérieur 2 est monté également par rotation le rotor extérieur 6, qui est composé des parois latérales 7, de l'enveloppe 8 et'd'une bague extérieure 9. Le rotor extérieur 6 est monté dans le carter 1 au moyen de roulements à rouleaux 10.
La surface intérieure de l'enveloppe du rotor extérieur 6 a la forme d'une épicycloïde à deux ares ou d'une courbe extérieure parallèle à celle-ci (voir la Fig. 2). Le rotor extérieur tourne autour de l'axe de rotation M1: le rotor intérieur tourne autour de l'axe de rotation M2 et est appliqué par trois arêtes de joint 11 constamment contre la surface intérieure en forme d'épi- cycloïde de l'enveloppe 8 du rotor extérieur. Entre les arêtes 11 le contour du rotor intérieur 2 est similaire à la forme de la courbe enveloppe intérieure de l'épicycloïde.
Sur l'arbre creux 3 du rotor intérieur 2 est clave- tée une roue dentée 12, qui est en prise avec une roue dentée 14 montée sur l'arbre mené 13. L'arbre mené 13 est monté dans le carter 1 par l'intermédiaire de roulements à billes 15. Une roue dentée 16 est solidaire de la roue dentée 14 ou plutôt de l'arbre mené 13, cette roue dentée 16 étant en prise avec une roue dentée 17 qui est en
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liaison avec le rotor extérieur 6.
Le rapport de trans- mission entre l'arbre creux 3 et le rotor extérieur 6 par l'intermédiaire des roues dentées 12, 14, 16, 17 est choisi de manière telle que le rotor extérieur et le rotor intérieur tournent dans le même sens, le rapport entre les vitesses du rotor intérieur et du rotor exté- rieur étant de 2 : 3, de sorte par conséquent que le rotor extérieur est en avance par rapport au rotor intérieur.
'Le chiffre de référence 18 désigne le rupteur d'allumage, qui par l'intermédiaire des deux roues dentées 19., 20 est entraîné par l'arbre 3.
L'étanchéité du rotor intérieur 2 par rapport au rotor extérieur 6 est obtenue le long des surfaces d'en- veloppe du rotor extérieur à l'aide des arêtes d'étanchéi- té 11 précitées et le long des parois latérales 7 du rotor extérieur à l'aide de plaques de joint 21, qui sont montées dans le rotor intérieur 2 en étant mobiles axiale- ment et qui sont appliquées par exemple par la pression régnant dans les chambres de travail contre les parois latérales 7.
Pour le refroidissement du rotor extérieur 6, on a prévu dans l'enveloppe 8 un canal 22, dans lequel se trouve un liquide de refroidissement, qui, en raison du champ centrifuge produit par le rotor extérieur lors de sa rotation et en conséquence de l'effet de thermosyphon prenant naissance par suite du réchauffement inégal, est mis en circulation et produit une répartition calorifique uniforme. Pour l'évacuation de la chaleur, les parois latérales 7 du rotor extérieur sont munies d'ailettes 23 et la bague extérieure 9 du rotor extérieur est munie
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d'ailettes 24. L'air de refroidissement est aspiré à .travers les ouvertures 25 dans le carter 1 et est projeté dans le carter 1 qui, dans la zone proche du rotor exté- rieur 6, a la forme d'un carter spirale 26, qu'il quitte en 27.
Le mélange de carburant et d'air est aspiré du carburateur 5 à travers l'arbre creux 3 et passe par des canaux 28 dans le rotor intérieur 2 et aes lumières 29 dans les plaques de joint 21 vers des renfoncements 30 en forme de cuvette dans les parois latérales 7 du rotor extérieur et de là dans la chambre d'explosion ou de tra- vail. Dans le rotor intérieur est disposée une bougie d'allumage 32, qui est alimentée par un câble haute ten- sion 34 passant par l'arbre creux 3 et entouré d'un tube isolant 33.35 désigne la borne d'alimentation du câble 34.
Dans la zone de la bougie d'allumage 32, le rotor intérieur 2 présente une cuvette de combustion 36, qui sert à rédui- re la compression à la valeur désirée. 37 désigne le canal d'échappement, qui est disposé dans l'enveloppe 8 du rotor extérieur et qui a une forme telle que le champ centrifuge produit par le rotor extérieur 6 favorise l'évacuation des gaz brûlés. Il débouche dans le carter en spirale 26 de sorte que les gaz brûlés s'échappent vers l'extérieur conjointement avec l'air de refroidissement utilisé.
Le fonctionnement du moteur sera maintenant décrit avec référence aux figs. 3 à 14.
Conformément aux figs. 1 et 2, le rotor extérieur 6 a la forme d'une épicycloïde à deux arcs. Le rapport des vitesses de rotation du rotor intérieur 2 et du rotor
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extérieur 6 est de 2 :3, le rotor extérieur ayant la .vitesse de rotation la plus grande. Les deux rotors tour- nent dans le même sens. Pour la simplification de la représentation, on a choisi entre chaque couple de figures successives un écart angulaire qui est de 90 pour le rotor extérieur et de 60 pour lé rotor intérieur. L'axe de rotation du rotor intérieur est désigné par M2, celui du rotor extérieur par M1 La distance entre les'deux axes est e. Le canal d'admission est désigné par E, le canal d'échappement par A.
Les trois chambres de travail V1, V2 et V3 formées par le rotor extérieur 6 et le rotor intérieur 2 parcou- rent pendant les 12 phases représentées chacune un cycle complet à quatre temps. On décrit à présent les opérations en ce qui concerne la chambre V1.
Dans la fig. 3, la chambre V1 a le volume le plus petit, de sorte que l'on peut parler d'un point mort d'intersection, étant donné qu'il existe une connexion entre le canal d'admission E et le canal d'échappement A.
Lors de la rotation des rotors 2 et 6 dans le sens des aiguilles d'une montre, le rotor extérieur 6 tournant plus rapidement que le rotor intérieur 2, le volume de la chambre V1 augmente, et dans la position suivant la fig. 4, l'échappement est fermé et l'admission est partiellement ouverte. Dans la fig. 5, le canal d'admission E est presque totalement ouvert, et dans la fig. 6 la chambre V1 a atteint son volume maximum. Le temps d'admission est ainsi terminé.
Les figs. 7 à 9 illustrent le temps de compression.
Le'''canal d'admission E est obturé par le rotor intérieur 2
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et le volume de la chambre V1 diminue constamment avec compression des gaz frais qui s'y trouvent. Dans la zone du point mort supérieur, qui est représenté dans la fig.
9, a lieu l'allumage qui est illustré symboliquement par l'éclair Z. A partir de la fig. 10 a lieu la détente, la chambre de travail V1 augmente de volume, jusqu'à ce qu'entre les phases correspondant aux figs. 11 et 12 le canal d'échappement A est ouvert et que le temps d'échappement commence, qui parcourt les phases suivant les figs. 13 et 14, et se termine ensuite à la position suivant la fig. 3.
On constate que la commande de la distribution a lieu exclusivement par le mouvement relatif des deux rotors. Des éléments de commande spéciaux ne sont pas nécessaires. L'ouverture et la fermeture des canaux d'admission et d'échappement a lieu par les arêtes exté- rieures du rotor intérieur 2, le canal d'échappement A qui se trouve dans la surface enveloppe du rotor exté- rieur, étant commandé par les arêtes de joint 11 paral- lèles à l'axe du rotor intérieur 2, le canal d'échappe- ment E, qui se trouve dans les parois latérales du rotor extérieur, étant commandé par les arêtes latérales du rotor intérieur 2.
Le principe suivant l'invention de la commande de la distribution par le mouvement relatif des deux rotors n'est évidemment pas seulement applicable aux moteurs à combustion interne à pistons rotatifs, dont le rotor extérieur a la forme d'une épicyclolde à deux arcs et dans lesquels le rapport entre les vitesses du rotor intérieur et du rotor extérieur est de 2 : on peut
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au contraire utiliser d'autres rapports de vitesses et des rotors extérieurs ayant des formes différentes. Dans les figs. 15 à 42, ce mode de commande est illustré schématiquement pour un moteur à combustion interne à pistons rotatifs, dont le rotor extérieur 38 a la forme d'une épicycloïde à trois arcs.
Le rotor intérieur 39, qui pour plus de simplicité est représenté sous forme d'un carré, est appliqué par quatre arêtes de joint 40 constam- ment contre la surface enveloppe intérieure du rotor exté- rieur. L'axe de rotation du rotor extérieur 38 est dési- gné par M1, l'axe de rotation du rotor intérieur 39 par M2, La distance entre les deux axes est de e. Les deux rotors tournent dans le sens des aiguilles d'une montre, le rapport des vitesses entre le rotor intérieur et le rotor extérieur étant de 3 : 4, le rotor extérieur étant par conséquent en avance par rapport au rotor intérieur.
L'écart angulaire entre les différentes figures est de 60 pour le rotor extérieur et de 45 pour le rotor intérieur.
Avec un rotor, extérieur , sous forme d'une épicy- cloïde à deux arcs conformément à l'exemple de réalisation précédent, c'est un cycle quatre temps qui est parcouru dans les trois chambres de travail, tandis qu'avec un rotor extérieur sous forme'd'une épicyclolde à trois arcs, c'est un cycle six temps qui est parcouru dans quatre chambres. Dans ce dernier cas, les deux derniers temps peuvent exécuter plusieurs fonctions. Dans la forme de réalisation suivant les figs. 15 à 34, les deux derniers temps servent à obtenir une détente prolongée, pour per- mettre une utilisation supplémentaire de l'énergie des gaz.
Dans la forme d'exécution suivant les figs. 35 à 42,
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les cinquième et sixième temps sont utilisés pour l'aspi- .ration et le refoulement d'air extérieur, pour obtenir un refroidissement intérieur supplémentaire du moteur.
Dans la forme d'exécution suivant les figs. 15 à
34, le canal d'échappement est désigné par A et le canal d'admission est désigné par E. Entre deux arcs voisins du rotor extérieur est prévu un canal de transfert U. Les, quatre chambres de travail sont désignées par V1, V2, V3 et V4, Dans ce qui suit, on va examiner la situation de la chambre de travail V1 pendant les différentes phases :
Dans la fig. 15, la chambre V1 a son volume mini- mum, et cela de nouveau au point mort d'intersection, dans lequel le canal d'échappement A et le canal d'admis- sion E sont ouverts. Lorsque la rotation se poursuit, le volume de la chambre V1 augmente tandis que le canal d'admission E est ouvert - des gaz frais sont aspirés.
Dans la position suivant la fig. 19, la chambre V1 a atteint son volume maximum. A partir de la fig. 20 a lieu le temps de compression. Le canal d'admission E est obturé par le rotor intérieur 39. Les figs. 21 et 22 représentent différentes phases du temps de compression jusqu'à ce qu'au point mort haut, qui est représenté dans la fig. 23, a lieu l'allumage illustré par l'éclair Z.
Maintenant c'est le temps de travail qui est parcouru, et entre la phase suivant les figs. 25 et 26 le canal de transfert U met en communication la chambre V1 avec la chambre de travail voisine V2 Les figs. 27 et 28 illus- trent une augmentation simultanée du volume des chambres V1 et V2, qui sont constamment en communication grâce au canal de transfert U. Lorsque les deux chambres V1 et V2
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ont atteint leur maximum commun (fig. 28), le canal d'échappement A est ouvert, et les gaz brûlés détendus peuvent s'échapper dans le sens indiqué par les flèches.
La fig. 30 montre le commencement de l'évacuation de la chambre V2, tandis que la chambre V1 est de nouveau obturée et qu'il y a lieu une précombustion des gaz brûlés qui y restent encore, cette précombustion ayant dans la phase suivant la fig' 31 atteint un degré tel que lors du transfert à partir de la chambre V4 quià présent est en période d'expansion, il y a en substance une égalité de pression. Le contenu de la chambre V2 est dans l'entre- temps complètement évacué par le canal d'échappement A (voir les figs. 32 et 33).
A partir de la position suivant la fig. 33, qui correspond à la position suivant la fig. 15, le cycle à six temps décrit recommence. Ici également toutes les chambres travaillent simultanément avec des décalages de phase correspondants.
Les figs. 35 et 42 représentent la même machine que les figs. 15 à 34, mais avec d'autres ouvertures de dis- tribution. Ici les cinquième et sixième temps sont utili- sés pour l'aspiration et le refoulement d'air de balayage.
A cet effet, on a prévu dans une paroi latérale du rotor extérieur 38 un canal de balayage SE pour l'admission d'air de balayage, et dans l'enveloppe du rotor extérieur 38 un canal d'échappement SA pour l'air de balayage.
On va examiner les opérations qui ont lieu à la suite du temps d'échappement dans la chambre V1
Dans la fig. 35, la chambre V1 a son volume mini- mum, et est en communication avec le canal d'échappement A
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et également avec le canal d'admission d'air de balayage SE. Les figs. 36 et 37 représentent le remplissage d'air frais de la chambre V1 dont le volume augmente, cet air frais étant admis par le canal d'admission SE. Dans la fig. 38, le canal d'échappement d'air de balayage SA est déjà ouvert, de sorte que l'air frais utilisé pour le refroidissement de la chambre de combustion peut de nou- veau être refoulé. Cette opération de balayage se prolonge pendant les phases suivant les figs. 39, 40,41 et 42.
Ensuite, la machine atteint le point mort d'intersection, pour lequel la chambre V1 étant à son volume minimum, est en communication avec le canal d'échappement d'air de balayage SA et avec le canal d'admission de mélange E.
Cette opération qui suit la position suivant la fig. 42 correspond à celle suivant la fig. 15, après quoi le cycle quatre temps ordinaire est parcouru de la manière décrite plus haut.
La construction du moteur représenté schématique- ment par les figs. 15 à 42 peut en principe être similaire à celle du moteur suivant les figs. 1 et 2.
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The present invention relates to an internal combustion engine with rotary pistons with two rotors with parallel axes, rotating in the same direction but at different rotational speeds, which are arranged one inside the other, the inner rotor do4t them. edges are.
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parallel to the axis still remaining applied against the inner casing of the outer rotor, so that variable volume working chambers are obtained.
The object of the invention is to simplify the distribution in internal combustion engines of this type and to achieve this distribution if possible without special control elements. The internal combustion engine with rotary pistons according to the invention is characterized in that the outer rotor is in advance with respect to the inner rotor and that in the working chambers open distribution pipes, which are controlled each time by the rotor covering the channel in question due to the relative movement between the inner rotor and the outer rotor.
In a rotary piston combustion engine, in which the outer rotor is a hollow body having the shape of an epicycloid with two arcs or of a parallel outer curve, against which the inner rotor is constantly applied by three ridges parallel to the axis, so that three working chambers of variable volume are closed, and in which the ratio between the rotational speeds of the inner and outer rotors is 2:
3, the distribution pipes opening into the working chambers are controlled according to the invention in such a way that in the three working chambers a four-stroke cycle is run.,
Another feature of the invention relates to a motor with an outer rotor which is a concave body in the form of a three-arc epicycloid or an outer curve parallel thereto, body against.
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which is constantly applied to the inner rotor by four ridges parallel to the axis, so that four working chambers are closed, the ratio between the rotational speeds of the inner rotor and the outer rotor being 3: 4.
In this case, the distribution channels opening into the working chambers are, according to the invention, controlled in such a way that in the four working chambers a six-stroke cycle is run. As a result of the working time, this motor can perform different functions, for example: at the end of the working time, the expanded gases can be conducted through a transfer channel into the fourth chamber of the machine, the volume of which is at the minimum instant. During the subsequent rotation of the machine, the two chambers increase in volume, so that a prolonged expansion allows an additional use of the energy of the gases.
Thanks to the arrangement of additional control lights, the fourth working chamber can also be used for the intake and delivery of cooling air. This makes it possible in particular to effectively cool the combustion bowl in the inner rotor.
The intake and exhaust channels open, according to another characteristic of the invention, into openings in the side walls and / or in the casing of the outer rotor and are controlled by the outer edges of the inner rotor. . It is particularly advisable to connect the exhaust duct in a substantially radial direction to a lumen in the casing of the outer rotor, since in this way
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the evacuation of the exhaust gases is favored by the centrifugal action of the moving rotor.
Furthermore, the arrangement of the exhaust channel in the outer rotor casing has the advantage that, unlike the arrangement in the side walls of the outer rotor, there is no combustion of the seals due to the high temperatures of the exhaust gases. is not possible.
The admission of the fuel or of the fuel-air mixture takes place, according to another feature of the invention, through the hollow shaft of the inner rotor, which consequently acts as an intake channel, which opens into lights in the side walls of the inner rotor. Opposite these, transfer channels are provided in the side walls of the outer rotor. Apart from the simple admission of fuel, this arrangement has the additional advantage residing in the fact that when the fuel is contacted. mixing with the channel surfaces and upon deflection of the mixture evaporation and heating of the mixture takes place, which exert a powerful cooling action for the inner rotor.
The rotary piston engine according to the invention preferably operates with external ignition. When it has been indicated above that the outer rotor is in advance with respect to the inner rotor, this expression also means the principle of kinematic inversion, one of the rotors being fixed, while the other rotor performs a movement of planetary rotation.
Engine cooling may take the form of liquid or air cooling, or also
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of combination of these of,% cooling systems, in addition to the above-described cooling in particular of the inner rotor by mixture evaporation, or, for the six-stroke engine, by suction and discharge of cooling air during the fifth and sixth time.
The drawing shows principle chômas of some embodiments of the object of the invention.
Fig. 1.shows in longitudinal section a rotary piston internal combustion engine with an outer rotor in the form of a two-arc epicycloid and with a speed ratio of 2: 3 between the inner rotor and the outer rotor.
Fig. 2 is a cross section taken along the line II-II of FIG. 1 of the same engine.
Figs. 3 to 14 are diagrams which illustrate the distribution in an engine according to FIGS. 1 and 2.
Figs. 15 to 34 are diagrams to illustrate the distribution in an engine, the outer rotor of which has the shape of a three-arc epicycloid, and in which the ratio between the speeds of the inner rotor and the outer rotor is 3: 4, the fifth and sixth times being used for an additional use of the energy of the gases.
Figs. 35 to 42 are also diagrams of an engine with an outer rotor in the form of a three-arc epicycloid and with a speed ratio between the inner rotor and the outer rotor of 3: 4, the fifth and sixth strokes being used for suction and discharge of cooling air.
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In the embodiment according to figs. 1 and 2, the fixed housing is designated by the reference numeral 1. In the housing 1 is rotatably mounted the inner rotor 2, the shaft 3 of which is hollow. The mounting of the inner rotor 2 or rather its shaft 3 in the housing 1 takes place by means of roller bearings 4.
At one end of the hollow shaft 3 is connected the carburetor 5. In the housing 1, and around the inner rotor 2 is also mounted by rotation the outer rotor 6, which is composed of the side walls 7, the casing. 8 and an outer ring 9. The outer rotor 6 is mounted in the housing 1 by means of roller bearings 10.
The inner surface of the outer rotor shell 6 has the shape of a two-acre epicycloid or an outer curve parallel to it (see Fig. 2). The outer rotor rotates around the axis of rotation M1: the inner rotor rotates around the axis of rotation M2 and is pressed by three joint ridges 11 constantly against the epicycloid-shaped inner surface of the casing 8 of the outer rotor. Between the ridges 11 the contour of the inner rotor 2 is similar to the shape of the inner envelope curve of the epicycloid.
On the hollow shaft 3 of the inner rotor 2 is keyed a toothed wheel 12, which engages a toothed wheel 14 mounted on the driven shaft 13. The driven shaft 13 is mounted in the housing 1 by the. intermediate ball bearings 15. A toothed wheel 16 is integral with the toothed wheel 14 or rather the driven shaft 13, this toothed wheel 16 being in engagement with a toothed wheel 17 which is in
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connection with the outer rotor 6.
The transmission ratio between the hollow shaft 3 and the outer rotor 6 via the toothed wheels 12, 14, 16, 17 is chosen such that the outer rotor and the inner rotor rotate in the same direction, the ratio of the speeds of the inner rotor to the outer rotor being 2: 3, so that the outer rotor is ahead of the inner rotor.
'Reference numeral 18 denotes the ignition switch, which by means of the two toothed wheels 19, 20 is driven by the shaft 3.
The sealing of the inner rotor 2 with respect to the outer rotor 6 is obtained along the casing surfaces of the outer rotor using the aforementioned sealing ridges 11 and along the side walls 7 of the outer rotor with the aid of seal plates 21, which are mounted in the inner rotor 2 being axially movable and which are applied, for example, by the pressure prevailing in the working chambers against the side walls 7.
For cooling the outer rotor 6, there is provided in the casing 8 a channel 22, in which there is a cooling liquid, which, due to the centrifugal field produced by the outer rotor during its rotation and as a consequence of the The thermosyphon effect which arises as a result of the uneven heating, is circulated and produces a uniform heat distribution. For heat dissipation, the side walls 7 of the outer rotor are provided with fins 23 and the outer ring 9 of the outer rotor is provided
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of fins 24. The cooling air is drawn in through the openings 25 in the casing 1 and is projected into the casing 1 which, in the area near the outer rotor 6, has the shape of a spiral casing. 26, which he left in 27.
The mixture of fuel and air is drawn from the carburetor 5 through the hollow shaft 3 and passes through channels 28 in the inner rotor 2 and through the ports 29 in the seal plates 21 to cup-shaped recesses 30 in the chamber. the side walls 7 of the outer rotor and thence into the explosion or working chamber. In the inner rotor is arranged an ignition plug 32, which is fed by a high voltage cable 34 passing through the hollow shaft 3 and surrounded by an insulating tube 33.35 designates the supply terminal of the cable 34.
In the area of the spark plug 32, the inner rotor 2 has a combustion bowl 36, which serves to reduce the compression to the desired value. 37 designates the exhaust channel, which is arranged in the casing 8 of the outer rotor and which has a shape such that the centrifugal field produced by the outer rotor 6 promotes the evacuation of the burnt gases. It opens into the spiral casing 26 so that the burnt gases escape to the outside together with the cooling air used.
The operation of the motor will now be described with reference to figs. 3 to 14.
According to figs. 1 and 2, the outer rotor 6 has the shape of an epicycloid with two arcs. The ratio of the rotational speeds of the inner rotor 2 and the rotor
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outer 6 is 2: 3, the outer rotor having the greatest rotational speed. Both rotors turn in the same direction. To simplify the representation, an angular deviation which is 90 for the outer rotor and 60 for the inner rotor has been chosen between each pair of successive figures. The axis of rotation of the inner rotor is designated by M2, that of the outer rotor by M1. The distance between the two axes is zero. The intake duct is designated by E, the exhaust duct by A.
The three working chambers V1, V2 and V3 formed by the outer rotor 6 and the inner rotor 2 go through a complete four-stroke cycle during the 12 phases each represented. We will now describe the operations with regard to chamber V1.
In fig. 3, the chamber V1 has the smallest volume, so that we can speak of a dead point of intersection, since there is a connection between the intake channel E and the exhaust channel AT.
During the rotation of the rotors 2 and 6 in a clockwise direction, the outer rotor 6 rotating faster than the inner rotor 2, the volume of the chamber V1 increases, and in the position according to FIG. 4, the exhaust is closed and the intake is partially open. In fig. 5, the intake channel E is almost completely open, and in fig. 6 chamber V1 has reached its maximum volume. The admission period is thus over.
Figs. 7 to 9 illustrate the compression time.
The '' 'intake channel E is closed by the inner rotor 2
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and the volume of the chamber V1 constantly decreases with compression of the fresh gases therein. In the area of the upper dead center, which is shown in fig.
9, the ignition takes place which is symbolically illustrated by the flash Z. From FIG. 10 takes place the relaxation, the working chamber V1 increases in volume, until between the phases corresponding to FIGS. 11 and 12 the exhaust channel A is open and the exhaust time begins, which runs through the phases according to figs. 13 and 14, and then ends in the position according to fig. 3.
It can be seen that the timing is controlled exclusively by the relative movement of the two rotors. Special operating elements are not required. The opening and closing of the intake and exhaust ducts takes place via the outer edges of the inner rotor 2, the exhaust duct A, which is located in the envelope surface of the outer rotor, being controlled by the joint ridges 11 parallel to the axis of the inner rotor 2, the exhaust channel E, which is located in the side walls of the outer rotor, being controlled by the side ridges of the inner rotor 2.
The principle according to the invention of the control of the distribution by the relative movement of the two rotors is obviously not only applicable to internal combustion engines with rotary pistons, whose outer rotor has the shape of an epicyclic with two arcs and in which the ratio between the speeds of the inner rotor and the outer rotor is 2: one can
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on the contrary, use other gear ratios and external rotors having different shapes. In figs. 15 to 42, this control mode is illustrated schematically for an internal combustion engine with rotary pistons, the outer rotor 38 of which has the shape of an epicycloid with three arcs.
The inner rotor 39, which for simplicity is shown as a square, is pressed by four seal ridges 40 constantly against the inner shell surface of the outer rotor. The axis of rotation of the outer rotor 38 is designated by M1, the axis of rotation of the inner rotor 39 by M2. The distance between the two axes is e. Both rotors rotate clockwise, the speed ratio between the inner rotor and the outer rotor being 3: 4, with the outer rotor therefore being ahead of the inner rotor.
The angular difference between the different figures is 60 for the outer rotor and 45 for the inner rotor.
With an outer rotor, in the form of an epicycloid with two arcs in accordance with the previous embodiment, a four-stroke cycle is run in the three working chambers, while with an outer rotor in the form of an epicyclic with three arcs, it is a six-stroke cycle which is traversed in four chambers. In the latter case, the last two times can perform several functions. In the embodiment according to figs. 15 to 34, the last two times are used to obtain a prolonged expansion, to allow additional use of the energy of the gases.
In the embodiment according to FIGS. 35 to 42,
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the fifth and sixth strokes are used for the intake and delivery of exterior air, to obtain additional interior cooling of the engine.
In the embodiment according to FIGS. 15 to
34, the exhaust channel is designated by A and the intake channel is designated by E. Between two neighboring arcs of the outer rotor is provided a transfer channel U. The four working chambers are designated by V1, V2, V3 and V4, In what follows, we will examine the situation of the working chamber V1 during the different phases:
In fig. 15, the chamber V1 has its minimum volume, and this again at the dead point of intersection, in which the exhaust channel A and the intake channel E are open. As the rotation continues, the volume of the chamber V1 increases while the intake channel E is opened - fresh gases are sucked in.
In the position according to fig. 19, chamber V1 has reached its maximum volume. From fig. 20 takes place the compression time. The intake channel E is closed by the inner rotor 39. Figs. 21 and 22 represent different phases of the compression time until the top dead center, which is shown in fig. 23, the ignition illustrated by the flash Z takes place.
Now it is the working time that is covered, and between the phase according to figs. 25 and 26 the transfer channel U puts the chamber V1 in communication with the neighboring working chamber V2. FIGS. 27 and 28 illustrate a simultaneous increase in the volume of chambers V1 and V2, which are constantly in communication thanks to the transfer channel U. When the two chambers V1 and V2
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have reached their common maximum (fig. 28), the exhaust channel A is open, and the expanded burnt gases can escape in the direction indicated by the arrows.
Fig. 30 shows the beginning of the evacuation of the chamber V2, while the chamber V1 is again closed and that there is a pre-combustion of the burnt gases which still remain there, this pre-combustion having in the phase according to fig '31 reached such a degree that upon transfer from chamber V4 which is now in a period of expansion, there is essentially an equality of pressure. The contents of chamber V2 are in the meantime completely evacuated via the exhaust channel A (see figs. 32 and 33).
From the position according to fig. 33, which corresponds to the position according to FIG. 15, the described six-stroke cycle begins again. Here too all the chambers work simultaneously with corresponding phase shifts.
Figs. 35 and 42 represent the same machine as FIGS. 15 to 34, but with other distribution openings. Here the fifth and sixth strokes are used for the suction and delivery of purging air.
For this purpose, there is provided in a side wall of the outer rotor 38 a scavenging channel SE for the admission of scavenging air, and in the casing of the outer rotor 38 an exhaust duct SA for scanning.
We will examine the operations that take place following the escape time in chamber V1
In fig. 35, the chamber V1 has its minimum volume, and is in communication with the exhaust channel A
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and also with the SE purge air intake channel. Figs. 36 and 37 represent the filling of fresh air from the chamber V1, the volume of which increases, this fresh air being admitted through the intake channel SE. In fig. 38, the purging air exhaust channel SA is already open, so that the fresh air used for cooling the combustion chamber can be discharged again. This sweeping operation is continued during the phases according to FIGS. 39, 40,41 and 42.
Then, the machine reaches the intersection dead center, for which the chamber V1, being at its minimum volume, is in communication with the purge air exhaust channel SA and with the mixture intake channel E.
This operation which follows the position according to fig. 42 corresponds to that according to FIG. 15, after which the ordinary four-stroke cycle is run in the manner described above.
The construction of the motor shown schematically in figs. 15 to 42 can in principle be similar to that of the motor according to figs. 1 and 2.