DD149102A1 - Verbrennungsmotor mit kreiskolben - Google Patents

Abstract

Der Kappelmotor arbeitet nach dem Prinzip des Ottomotors. Seine bessere Leistung ergibt sich daraus, dasz keine Teile mit Schleuderbewgung vorhanden sind. Er ist umweltfreundlicher, weil er Kraftstoff einspart, mit wenig Beimengungen im Kraftstoff und gasfoermigen Medien betrieben werden kann. Die Funktion ergibt einen Hauptlaeufer und einen oder mehrere Auszenlaeufer, auf deren Wellen ineinandergreifende Zahnraeder sitzen und die Laeufer so drehen, dasz ihre Aussparungen genau ineinandergreifen und somit die Brennkammer a, b, gebildet und abgegrenzt werden. Die Auszenlaeufer uebernehmen das Ansaugen, Laeufer e und eine Seite des Laeufers g, und das Verdichten, Laeufer f und die andere Seite des Laeufers g, wo das verdichtete Gas durch den Ueberstroemkanal h zum kleinen Teil der Brennkammer b stroemt und jetzt gezuendet wird. Die Verbrennung treibt den Hauptlaeufer in Drehrichtung an. Die Abdichtung zwischen Hauptlaeufer und Nebenlaeufer wird durch zahnrad-zahnflankenfoermige Enden der Kreiskolben c, d, der Kreissegmente e, f, g durch Federdruck auf die Gehaeuse der Nebenlaeufer oder geregelte Zentrifugalkraft erreicht.

Description

Erfindungsbeschreibung

a7 Titel der Erfindung

Verbrennungsmotor mit Kreiskolben

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit Kreiskolben für den Einsatz als Antriebsmaschine von Kraftfahrzeugen, Flugzeugen oder stationären in der Industrie usw.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Otto-, Diesel- und Wankelmotore benötigen zum Betrieb Teile die ihre Bewegungsrichtung ändern, welche abbremsend auf ihre Leistung wirken. Der Kraftarm dieser Motore verändert sich bei jedem Arbeitshub von 0 im oberen Totpuiagt auf Kurbelwellenausschlag, beim Wankelmotor von 0 bis Verbrennungsraumausschleg und ist bei der größten Krafteinwirkung nur klein. Um nun größere Leistung zu erreichen und ein Klopfen des Motors zu verhindern, muß das Kraftstoffluftgemisch langsam verbrennen, es wird Kraftstoff mit hoher Oktanzahl benötigt. Auch der in der ERfindung DDR- PS 96 547 F 02 B 5!VOO beschriebene Rotationsmotor weist die vorgenannten Mangel auf. Die bekannten Kreiskolbenmotore haben dadurch eine kurze Funktionstüchtigkeit, weil sich ihre kleine Abdichtungsflächen bei längeren Betrieb leicht abnutzen und durch schlechte Wärmeableitung verwerfen, wodurch ein Leistungsabfall eintritt.

d) Ziel der Erfindung -

Ziel der Erfindung ist es die genannten technischen Mängel zu bseitigen um dadurch bei besserer Leistung des Kreiskolbenmotors weniger Kraftstoff mit geringen Beimengungen zu verbauchen.

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e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreiskolben- motor zu schaffen, dessen Kraftarm konstant bleibt, und der durch gute Abdichtung und Kühlung eine bessere Leistung bei kleinem Kraftstoffverbrauch hat.

Der Kreiskolbenmotor arbeitet nach dem Prinzip des Otto- bzw. Dieselmotors. Alle für die vier Arbeitstakte erforderlichen Teile bewegen sich kreisförmig. Seine bessere Leistung gegenüber dem Otto- bzw. Dieselmotor und auch dem Wankelmotor ergibt sich daraus, daS keine Bewegungsrichtung ändernde Teile, welche abbremsend wirken, vorhanden sind und daß der Kraftarm, das heißt der Wellenmittelpunkt des Hauptläufers bis Kreiskolbenmittelpunkt, in jeder Stellung des Motors gleiche Länge hat, daher die Krafteinwirkung sofort voll wirksam wird.

Leistungssteigernd wirkt sich auch die durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Hauptläufer und Nebenläufer erreichte größere Verdichtungsmenge aus. Durch Teilung der vier Arbeitsgänge, das Ansaugen und Verdichten der Luft bzw. des Gasgemisches welches durch die Kreissegmente der Nebenläufer geschiet und das Verbrennen und Ausschieben der verbrannten Gase durch den Kreiskolben des Hauptläufers, wird eine bessere Abdichtung und Wärmeableitung der Kreissegmente und des Kreiskolbens,welche großflächig an den gekühlten Wandungen des Gehäuses anliegen, erreicht.

Die Kühlung des Gehäuses erfolgt auf bekannte Art durch Luft oderWasser, hier nicht näher beschrieben.

Die Funktion des Kreiskolbenmotors ergibt sich dadurch, daß der in einem Gehäuse gelagerte Hauptläufer mit seinen Kreiskolben und ein oder mehrere Außenläufer mit ihren Kreissegmenten auf deren Wellen ineinandergreifende Zahnräder sitzen welche die Läufer so drehen , daß ihre Kreiskolben und ihre Kreissegmente genau ineinanderpassen und dadurch die Brennkammern a und b entstehen. Durch einen Anlasser, der in ein Zahnrad der Laufer(Fig.1)eingreift werden alle Läufer in Pfeilrichtung gedreht.

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Durch den Ansaugstutzen wird dadurch Luft oder Gasluftgemisch zwischen die Kreissegmente efg der Außenläufer gesaugt und verdichtet. Das verdichtete Gas strömt durch einen Kanal h, zum kleinen Teil der Brennkammer der sich in Drehrichtung hinter den Kreiskolben bildet, wo es durch eine Zündkerze gezündet wird oder Kraftstoff eingespritz wird. Die dadurch erfolgende Verbrennung des Kraftstoffluftgemisches drückt auf den Kreiskolben c oder d und treibt den Hauptläufer in seiner Drehrichtung an. Durch den Abgasstutzen werden die verbannten Gase ausgeschoben. Das öffnen und Schließen der Überströmkanal, sowie der Einsaug^und Ausschub-Öffnungen erfolgt zu gegebener Zeit durch die Kreiskolben und Kreissegmente. Der Kreiskolbenmotor kann mit gasförmigen und flüssigen Kraftstoffen und unter Druck stehenden Gasen und Flüssigkeiten angetrieben werden.

f7 Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel schematisch näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die Seitenansicht eines DreiauSenläufermotors, Fig. 2: die Arbeitsweise eines Dreiaußenläufermotors, Fig. 3: die bessere Auswuchtung durch Kopplung von zwei Motoren Fig. 4: zum besseren Verständnis die Arbeitsweise eines Einaußenläufermotors.

Der Arbeitsvorgang des Kreiskolbenmotors schematisch am DreiauSenläufermotor Fig. 2 dargestellt.

- Die Bildung und Abgrenzung der Brennkammern

Der Hauptläufer, der wegen der besseren Zentrifugalwuchtung hier mit zwei Aussparungen dieBrennkammern a und b dargestellt ist, dreht sich im Uhrzeigersinn und treibt dabei seine Welle die gleichzeitig die Antribswelle ist mit einem, daraufsitzenden Zahnrad an. Dieses Zahnrad Fig. 1 greift in drei Zahnräder, welche auf den Wellen der drei Außenläufer e, f, g, Fig. 2 festsitzen, ein und dreht die Außenläufer mit ihren Aussparungen in Entgegengesetzter Drehrichtung. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder ist 1:2.

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Das Übersetzungsverhältnis zwischen Hauptläufer und den Nebenläufern ist hier auch 1:2 so daß die nicht ausgesparten Teile der Außenläufer genau in die Aussparungen des Hauptläufers hineinpassen und so die Brennkammern a und b entstehen. Durch Vergrößerung der Nebenläufer mit ihren Kreissegmenten und der Obersetzung entsprechenden Verkleinerung des Hauptläufers mit seinen Kreiskolben c und d kann die Ansaug und Verdichtungsmenge Zwecks größerer Leistung des Motors IShö&twerden.

- Das Ansaugen mid Verdichten

Die Außenläufer übernehmen außer der Bildung und Abgrenzung der Brennkammern noch zwei Arbeitsgänge^ das Ansaugen, Läufer e und eine Seite des Läufers g, und das Verdichten, Läufer f und die andere Seite des Läufers g, wo das verdichtete Gas durch den überströmkanal h zum kleinen Teil der Brennkammer b strömt.

- Die Zündung and Verbrennung

Im kleinen Teil der Brennkammer b erfolgt jetzt die Zündung des Gasgemisches oder das Einspritzen des Kraftstoffes. Während hier die Verbrennung beginnt, ist sie in der Brennkammer a fast beendet.

Die Verbrennung des Gasgemisches treibt den Hauptläufer in seiner Drehricirtung an. Bei einer Umdrehung des Hauptläufers erfolgen beim Breiaußenläufermotor drei Arbeitstakte.

- Dös Ausschieben der Verbrannten Gase

Im großen Teil der Kammer b werden die verbrannten Gase ausgeschoben.

- Abdichtung

Die Abdichtung zwischen den Kreiskolben, sowie der Kreissegmente und dem Gehäuse ist durch ihre langen anliegenden Flächen und guter Einpassung gegeben oder sie werden auf die Läufer aufgesteckt und sorgen durch geregelte Zentrifugalkraft dafür. Die Abdichtung zwischen Hauptläufer und Nebenläufer wird durch zahnrad-zahnflankenförmi ge Enden der Kreiskolben c,d und der Kreissegmente e, f, g sowie durch Federdruck auf die Gehäuse

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Auch eine Beschichtung der Kreissegmente oder Läufer an der sich berührenden Kreisfläche mit nxchtbrennbarem gummiähnliehern Belag ist ausreichend. Eine die Beschichtung schonende,nicht gleitende, abrollende Bewegung zwischen den Hauptläufer und den Kreissegmenten der Nebenläufer wird durch gleichen Durchmesser der beiden erreicht. Die Verdichtungsmenge beträgt dann ca. 125 %·

- Die Kühlung

Die Kühlung der durch die Verbrennung zu heiS werdenden Teile erfolgt auf bekannter Art, durch Kühlrippen oder durch eine im bestimmten Abstand gehaltene Ummantelung in dessen Zwischenräume Wasser zirkulierten der Zeichnung nicht dargestellt.

Claims (9)

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1) Der Verbrennungsmotor mit Kreiskolben arbeitet nach dem Prinzip des Otto- bzw. Dieselmotors und ist dadurch gekennzeichnet, daß alle für die vier Arbeitstakte erforderlichen Teile sich kreisförmig bewegen. Ber Kreiskolbenmotor besteht aus einem Gehäuse, einem Hauptläufer und einem oder mehreren Außenläufern, auf deren Wellen ineinandergreifende Zahräder (fig. 1) sitzen,welche die Läufer so drehen, daß ihre Aussparungen und Kreissegmente (Fig. 2, c, d'und e, f, g) genau ineinander greifen und somit die Brennkammern (a und b) gebildet und abgegrenzt werden. DieAußenläufer übernehmen außer der Brennkammer bildung und Abgrenzung noch zwei Arbeitsgänge, das Ansaugen und Verdichten der durch Oberströmkanäle (h) zur Brennkammer geleiteten Gase. In der Brennkammer erfolgt die Zündung. Das' entflammte Gasgemisch treibt den Hauptläufer in seiner Drehrichtung an,und im großen Teil der Brennkammer (b) werden die verbrannten Gase ausgeschoben. In der Brennkammer (a) ist die Verbrennung fast beendet.

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Erf indungsansprüche

2) Der Kreiskolbenmotor nach Anspruchs ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsmenge konstruktionsmäßig durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Haupt- und Außenläufer beliebig verändert werden kann.

3) Der Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daßdie Öffnungen der Oberströmkanäle, sowie die zum Ansaug- und Ausstoßstutzen so angeordnet sind, daß das öffnen und Schließen zur gegebener Zeit durch die Läufer geschieht.

4) Der Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1-3 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiskolben und Kreissegmente der Läufer an ihren Enden zahnrad- Zahnflankenform haben.

5) Der Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1-4 ist gekennzeichnet dadurch, daß durch Federdruck auf die Gehäuse der Nebenläufer die Berührungsfläche zwischen Haupt- und Nebenläufer abgedichtet wird.

6) Der Kreiskolbenmotor nach. Anspruch 1-4 ist dadurch gekennzeichnet, daS die Kreiskolben auf den Läufer aufgesteckt sind und durch ihre geregelte Zentrifugalkraft die Berührungsfläche zwischen Haupt- und Nebenläufer abdichten.

7) Der Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1-4 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiskolben und Segmente oder Läufer an den sich, berührenden Kreisflächen mit feuerfesten gummiähnlichen Material beschichtet sind.

8) Der kreiskolbenmotor nach Anspruch 1-7 ist Qadurch gekennzeichnet, daß bei Antrieb des Motors durch unter Druck stehende Gase oder Flüssigkeiten die Überströmkanäle zusetzlich einen Ausströmanschluß und die Ansaugöffnungen, sowie die öffnungen für die Zündkerzen bzw. Einspritzdüsen nach Entfernung derselben einen Druckmittelanschluß erhalten.

9) Her Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1-7 gekennzeichnet dadurch, daß zur besseren Auswuchtung der Läuferwellen und Materialerspanis jeweils zwei oder mehr Motoreinheiten auf den Wellen nebeneinander so angeordnet werden, daßdie Kreissegmente der Läufer sich gegenüber stehen (Fig. 9)

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