DE10001466A1 - Verbrennungsmotor - Google Patents
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Abstract
Eine Vielfach-Brennkammer und flexibler Kompressionsmechanismus eines Eintakt-Verbrennungsmotors, umfassend einen Zylinderblock und einen Hauptrotor. Der Zylinderblock hat einen kreisförmigen Zylinder mit mindestens einer konzentrisch angeordneten Region mit geringfügig geringerem Durchmesser, in diesem Falle dazu gebraucht, um einen Drosselventilsitz zu formen. Die nachfolgende Reihenfolge sind im Bereich des Drosselventils ein Zündsystem, ein Auslaß und ein Lufteinlaß vorgesehen. Der Hauptrotor wird konzentrisch in den Zylinder installiert und darüber hinaus leitet er in den koordinierten Kontakt dem Drosselventilsitz und mindestens einem flexiblen Kompressionsmechanismus entlang dessen Oberfläche und eine Brennkammer ist derart in der Nähe des hinteren Endes eines jeden flexiblen Kompressionsmechanismus angeordnet. Das Drosselelement des flexiblen Kompressionsmechanismus ist gegenüber der Zylinderwand oder des Drosselventils angeordnet, so daß eine druckdichte Verbindung aufrechterhalten wird, so daß, wenn der Hauptrotor rotiert, das komprimierte Kraftstoffgemisch in einer Vorkammer durch eine Lufteinlaßvorrichtung injiziert wird und in die Brennkammer weitergeleitet wird. Wenn die Brennkammer rotiert und mit dem Zündsystem fluchtet, wird das Kraftstoff-Luftgemisch sofort zur Detonation gebracht, um Schub zu erzeugen, der den Hauptrotor in eine Richtung gleichförmig und natürlich rotieren läßt, so daß kinetische Energie mit maximaler Effizienz produziert wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor,
umfassend einen Zylinderblock und einen Hauptrotor, der
konzentrisch in dem kreisförmigen Zylinder des Zylinderblocks
angeordnet ist, wobei das Kraftstoff-Luftgemisch welches bei
rotierendem Hauptrotor in den Zylinder induziert wird, in den
Brennkammern, welche in der umlaufenden Oberfläche des
Hauptrotors angeordnet sind, komprimiert wird und wenn die
rotierende Brennkammer mit dem Zündsystem fluchtet, wird das
Kraftstoff-Luftgemisch zur Explosion gebracht um Vorschub zu
erzeugen, der dazu geeignet ist, den Hauptrotor natürlich und
kontinuierlich in gleichbleibender Richtung rotieren zu
lassen, um eine Produktion von kinetischer Energie bei
maximaler Effizienz zu erreichen.
Bei derzeit benutzten Verbrennungsmotoren bedarf es der
präzisen mechanischen Abstimmung zwischen der Bewegung der
Kolben, der Pleuel und der Kurbelwelle zur Erzeugung von
kinetischer Energie, wobei es sich bei den zwei
gebräuchlichsten Bauformen um den Zweitakt- und den Viertakt-
Verbrennungsmotor handelt. Der Zweitakt-Verbrennungsmotor ist
derart konstruiert, daß der Kolben das Kraftstoff-Luftgemisch
komprimiert, während er zum oberen Torpunkt aufsteigt, danach
das komprimierte Kraftstoff-Luftgemisch durch ein Zündsystem
gezündet wird, um durch eine explosive Verbrennung Kraft auf
den sich herabbewegenden Kolben zu übertragen, welche auf die
Kurbelwelle übertragen wird, wobei durch die Rotation der
Kurbelwelle kinetische Energie erzeugt wird. Dies bedeutet,
eine Auf- und Abbewegung des Kolbens und eine Umdrehung
(360°) der Kurbelwelle erzeugt eine einzelne Einheit
kinetischer Energie. Beim Niedergang des Kolbens passiert das
obere Ende den Auslaß und während er sich weiterhin nach
unten bewegt, passiert er ebenfalls den Einlaß, wobei zu
diesem Zeitpunkt das Kraftstoff-Luftgemisch, welches im
Kurbelgehäuse komprimiert wurde, in den Zylinder eintritt und
somit für den nächsten Verbrennungszyklus bereitsteht und
gleichermaßen die Abgase vom vorhergehenden
Verbrennungsprozeß ausstößt. Wenn der Kolben den unteren
Totpunkt erreicht, wird das Pleuel durch den Kolben bewegt,
um die Kurbelwelle zu drehen, wobei durch die Rotation ein
ausreichendes Trägheitsmoment erzeugt wird, um den Kolben
aufwärts zu bewegen, welcher in seiner Aufwärtsbewegung den
Einlaß zur Aufnahme von Kraftstoff-Luftgemisch in den
Zylinder passiert die besagte Mischung komprimiert, wodurch
eine weitere explosive Verbrennung zur Erzeugung von Schub
bereitgestellt wird. Solange Komponenten wie Einlaßventil,
Auslaßventil und Nockenwelle nicht installiert sind, liegt
der Vorteil des Zweitakt-Verbrennungsmotors in seiner
einfachen Struktur. Dennoch ist es allgemein bekannt, solange
kein erweitertes Auslaßsystem vorhanden ist, daß das im
Kurbelgehäuse vorhandene und durch den Einlaß in den Zylinder
gedrückte Kraftstoff-Luftgemisch durch seinen Druck nur einen
Teil des Abgases ausstößt, welches durch die explosive
Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemischs erzeugt wird. Ein
Großteil des Abgases verbleibt im Zylinder und wird mit dem
frischen Kraftstoff-Luftgemisch vermischt und das, obwohl ein
gewisser Teil des Abgases der normalerweise im Zylinder
vorhanden ist, unter Druck aus dem Auslaß gedrückt wird. Das
komprimierte frische Kraftstoff-Luftgemisch enthält somit
einen gewissen Anteil an Abgas der sich direkt in der
Verschwendung von Kraftstoff äußert.
Darüber hinaus ist es nicht möglich, die Abgase die nach der
explosiven Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemischs im
Zylinder entstehen, vollständig auszutauschen und es bleibt
eine große Menge zurück, die mit dem frischen Kraftstoff-
Luftgemisch der nächsten Verbrennungsfüllung vermischt wird,
so daß die Explosion des durch Abgase verunreinigte
Kraftstoff-Luftgemischs eine geringfügige Reduktion der
erzeugten kinetischen Energie zur Folge hat, da eine
hundertprozentige Effizienz nicht realisiert werden kann, mit
dem speziellen Nachteil, daß die gewünschte
Gebrauchseffizienz nicht erreicht werden kann. Darüber
hinaus, wenn der Kolben sich vom oberen Totpunkt zum unteren
Totpunkt (die Kurbelwelle dreht sich um 180°) bewegt, so daß
die explosive Verbrennung des komprimierten Kraftstoff-
Luftgemischs und die daraus resultierende sofortige
Abwärtsbewegung des Kolbens eine Einheit kinetischer Energie
(wobei sich die Kurbelwelle um weitere 180° dreht) erzeugt
und nachdem der Kolben nachfolgend zum oberen Totpunkt
gelangt, wird er durch die rotierende Kurbelwelle aufwärts
bewegt, um das Kraftstoff-Luftgemisch zu komprimieren und
somit Vorbereitungen zur Erzeugung der nächsten Einheit
kinetischer Energie zu schaffen, wobei durch die geordnete
Abfolge von Takten des besagten Zweitakt-Verbrennungsmotors
dieser dazu geeignet ist, stetig kinetische Energie
bereitzustellen. Dennoch ist diese Methode zur Erzeugung von
kinetischer Energie ineffizient und vergeudet offensichtlich
Energie. Beispielhaft sei dazu das Zusammenspiel von
Kurbelwelle und Kolben dargestellt. Der Kolben wird durch
eine explosive Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemischs in
Bewegung gebracht und nach Erreichen des oberen Totpunktes
sofort wieder abwärts bewegt, wodurch eine Kraft auf die
Kurbelwelle ausgeübt wird, welche eine Drehung zur Erzeugung
von kinetischer Energie erzeugt. Nach der Drehung der
Kurbelwelle um 180° und der durch diese 180° Drehung erzeugte
kinetische Energie, gelangt der Kolben zum unteren Totpunkt,
welche in eine weitere 180°-Drehung übergeht, der ein
Aufsteigen des Kolbens in entgegengesetzter Richtung und eine
Kompression des Kraftstoff-Luftgemischs ermöglicht, wobei
hier keine Kraft auf die Kurbelwelle ausgeübt wird, sondern
die Kurbelwelle rotiert aufgrund des gespeicherten
Trägheitsmoments um weitere 180°, doch nicht aufgrund einer
treibenden Kraft, die kontinuierlich auf die Kolben ausgeübt
wird. Der Kolben ist ungeeignet, ständig eine treibende Kraft
bei der Auf- und Niederbewegung auf die Kurbelwelle
auszuüben, sondern ist lediglich dazu geeignet, dieses
während einer einzelnen Abwärtsbewegung auszuüben.
Offensichtlich ist die kinetische Energie, die durch die
Kurbelwelle erzeugt wird, nur die Hälfte der möglichen
Leistung und dieser offensichtliche Nachteil bedeutet eine
Reduktion der Effizienz. Die plötzliche 180° Bewegungsumkehr
die bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens zwischen dem
oberen und unteren Totpunkt stattfindet, löscht nicht nur die
entstandene Trägheitskraft aus, sondern bewirkt ebenfalls
eine Reduzierung der Drehgeschwindigkeit, weil der Kolben
plötzlich einen Moment am oberen und am unteren Totpunkt
angehalten wird, wobei der Kolben, wenn er zur Kompression
des Kraftstoff-Luftgemischs aufsteigt, einen Gegendruck von
dem Kraftstoff-Luftgemisch erfährt, welcher ihn abbremst und
die Aufsteiggeschwindigkeit reduziert und somit in heutigen
Bauformen, die Rotation der Kurbelwelle die mit den Kolben
verbunden ist ungünstig beeinflußt und hierdurch ein nicht
wahrnehmbarer aber beträchtlicher Verlust und Verschwendung
an kinetischer Energie stattfindet, welcher einen Nachteil
darstellt, der die Erzeugung von kinetischer Energie bei
einer großen Effizienzausbeute hemmt.
Die Struktur des nun beschriebenen Viertakt-
Verbrennungsmotors ist derart gestaltet worden die Nachteile
bezüglich der großen Menge an Verbrennungsgasen, welche im
Zylinder des Zweitakt-Verbrennungsmotors nach der explosiven
Verbrennung verbleiben, zu vermeiden. Gleichfalls ist er dazu
geeignet, kinetische Energie zu erzeugen, durch die Auf- und
Abbewegung des Kolbens welche auf die Kurbelwelle übertragen
wird. Weiterhin unterscheidet sich der Viertakt-
Verbrennungsmotor vom Zweitakt-Verbrennungsmotor dahingehend,
daß der Kolben zwei Auf- und Abwärtsbewegungen bzw. die
Kurbelwelle zwei Umdrehungen (720°) zur Erzeugung einer
einzelnen Einheit kinetischer Energie durchführen muß.
Beispielsweise, wenn Ein- und Auslaßventil beide geschlossen
sind, steigt der Kolben für den ersten Takt auf um das
Kraftstoff-Luftgemisch in dem Zylinder zu komprimieren und
daraufhin wenn er den oberen Totpunkt erreicht hat, wird das
Kraftstoff-Luftgemisch durch ein Zündsystem in einer
explosiven Verbrennung zur Explosion gebracht. Hieran
schließt sich eine erste Abwärtsbewegung an, wobei die
Kurbelwelle die entstehende Kraft in Rotation, zur Erzeugung
einer einzelnen Einheit kinetischer Energie umwandelt.
Daraufhin, wenn sich der Kolben zum erstem Mal abwärts zum
unteren Totpunkt bewegt, bewirkt das Trägheitsmoment der
Kurbelwelle die zweite Aufwärtsbewegung und zur selben Zeit,
wenn das Eingangsventil geschlossen bleibt und das
Auslaßventil offen ist, werden die Abgase die im Zylinder
durch die vorhergehende explosive Verbrennung verblieben
sind, durch das Auslaßventil durch den Druck des
aufsteigenden Kolbens herausgedrückt. Nachdem der Kolben zum
zweiten Mal zum oberen Totpunkt aufgestiegen ist, bewirkt das
Trägheitsmoment der Kurbelwelle eine automatische Einleitung
der zweiten Abwärtsbewegung und zur selben Zeit schließt sich
das Auslaßventil und das Einlaßventil öffnet sich, so daß
frisches Kraftstoff-Luftgemisch direkt vom Einlaßventil in
den Zylinder übertragen werden kann, so daß wenn der Kolben
den unteren Totpunkt erreicht hat, das Trägheitsmoment der
Kurbelwelle den nächsten Kraftstoff-Luftgemisch-
Kompressiontakt einleiten kann. Unerwünschterweise liegt es
in dem Aufbau eines Viertakt-Verbrennungsmotors, daß, obwohl
die Abgase die durch die explosive Verbrennung entstehen
durch den Druck des aufsteigenden Kolbens aus dem Auslaß
gedrückt werden, typischerweise immer noch eine kleine Menge
Abgas im Zylinder verbleibt (solange wie ein Zwischenraum
zwischen Zylinder und Zylinderkopf besteht kann das Abgas
nicht vollständig entladen werden und etwas wird verbleiben).
Dennoch wird die Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemischs
vollständiger und die Abgase somit unbedenklicher bezüglich
Umweltschutzbestimmungen. Darüber hinaus sollte erwähnt
werden, daß besagte transversale Kolbenbewegung für die
Rotationsbewegung der Kurbelwelle und darüber hinaus zur
Erzielung der kinetischen Energie notwendigerweise eine 180°
Richtungsumkehr zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren
Totpunkt unter offensichtlicher Überwindung der
Kolbenträgheit und ein Anhalten des Kolbens für einen
Augenblick am oberen Totpunkt sowie am unteren Totpunkt
benötigt. Darüber hinaus trifft der Kolben beim Aufsteigen
auf Luftwiderstand, welcher ebenfalls die Erzeugung von
kinetischer Energie durch die Kurbelwelle negativ beeinflußt.
Weder effektive Verbesserungen wurden bislang vorgestellt um
diese Nachteile zu überwinden, noch ist es möglich,
kinetische Energie mit besseren Wirkungsgraden zu erzielen.
Insbesondere ist die aufwendige Anpassung zweier sich
ergänzender Kolbenhübe (diese weisen eine zweifach Hin- und
Herbewegung verbunden mit zwei Umdrehungen der Kurbelwelle
auf) die zwar ein effizientes Entladen der Verbrennungsgase
aus dem Zylinder ermöglichen, welches aber nicht nur
verschwenderisch, sondern ebenfalls den Verlust kinetischer
Energie durch zwei Takte in Kauf nimmt und darüber hinaus
unökonomisch im Sinne von mechanischen Prinzipien ist, nicht
möglich.
Somit ist es ein vornehmliches Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Mehrfach-Brennkammer und einen flexiblen
Kompressionsmechanismus eines Eintakt-Verbrennungsmotors zur
Verfügung zu stellen, wobei der besagte Zylinder eine
kreisrunde Struktur aufweist und in der Zylinderwand
mindestens ein Drosselventilsitz mit einem geringfügig
kleinerem Durchmessers angeordnet ist. Ein Hauptrotor ist
konzentrisch in dem Zylinder und eine Brennkammer ist in der
umlaufenden Oberfläche angeordnet und ein Zündsystem ist im
Bereich des Drosselventilsitzes vorgesehen. Das komprimierte
Kraftstoff-Luftgemisch welches darin enthalten ist, wird
unverzüglich zur Erzeugung von Vorschub zur Explosion
gebracht, der Hauptrotor rotiert natürlich und ohne
Unterbrechung in einer Richtung zur Erzeugung von kinetischer
Energie mit maximaler Effizienz, ohne die natürlichen Gesetze
der Bewegung zu verletzen oder einen Verlust an
Trägheitskräften in Kauf zu nehmen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine
Mehrfach-Brennkammer und einen Eintakt-Verbrennungsmotor mit
flexiblem Kompressionsmechanismus zur Verfügung zu stellen,
wobei jeder Drosselventilsitz in nachfolgender Reihenfolge
ein Zündsystem, einen Auslaß und eine Einlaßvorrichtung
umfaßt. Ein flexibler Kompressionsmechanismus ist in der Nähe
des weiteren Ausläufers einer jeder Brennkammer an dem
Hauptrotor angebracht, der darüber hinaus in ständigem
Kontakt mit der Zylinderwand oder dem Drosselventilsitz zur
Aufrechterhaltung einer druckdichten Verbindung steht.
Nachdem die Brennkammer mit dem Zündsystem fluchtet und das
komprimierte Kraftstoff-Luftgemisch, welches in der Kammer
enthalten ist explosiv verbrennt, wird das produzierte Abgas
sofort effektiv, geradlinig und direkt durch den Auslaß
entsorgt während der Hauptrotor rotiert, ohne die Anzahl von
Kolbenhüben zu erhöhen und somit den Verlust an kinetischer
Energie in Kauf zu nehmen, um die Abgase auszublasen wie es
im Falle des konventionellen Viertakt-Verbrennungsmotors
üblich ist oder die unvollständige Verbrennung zu begünstigen
durch die Vermischung von Abgasen und frischen Kraftstoff-
Luftgemisch wie es im Falle des konventionellen Zweitakt-
Verbrennungsmotors üblich ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Mehrfach-Brennkammer und einen flexiblen
Kompressionsmechanismus eines Eintakt-Verbrennungsmotors zur
Verfügung zu stellen, wobei der Hauptrotor direkt in die
explosive Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemischs einbezogen
ist, um eine natürliche Rotation ohne Verletzung natürlicher
Gesetze oder Elimination von Trägheitskräften zu
gewährleisten und darüber hinaus die direkte Bereitstellung
von kinetischer Energie ohne die Notwendigkeit von Kolben,
Pleuel, Kurbelwelle und anderen diesbezüglichen Komponenten
wie es bei konventionellen Methoden der Erzeugung von
kinetischer Energie üblich ist, bereitzustellen, wodurch
nicht nur der Verlust an kinetischer Energie und Abgasen
effektiv verbessert wird, sondern auch viele ökologische
Vorteile erreicht werden.
Zur Ermöglichung des weiteren Studiums und besseren
Verständnis, wird unter Bezugnahme zu den objektiven und
innovativen Besonderheiten und Funktionen der vorliegenden
Erfindung und einer bevorzugten Ausführungsform, einer kurzen
Beschreibung der Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung
der vorliegenden Erfindung folgen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine isometrische Darstellung der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 3 eine orthographische Darstellung der vorliegenden
Erfindung in Frontansicht;
Fig. 4 einen Querschnitt gemäß A-A der vorliegenden
Erfindung
Fig. 5 eine orthographische Darstellung der Hauptrotor-
Brennkammer beim linken Zündzyklus in einer
frontalen Perspektive;
Fig. 6 eine orthographische Darstellung der Hauptrotor-
Brennkammer beim linksseitigen Zündvorgang in
frontalen Perspektive.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, 3 und 4 einer
erfindungsgemäßen Mehrfach-Brennkammer und flexiblem
Kompressionsmechanismus eines Eintakt-Verbrennungsmotors
umfaßt dieser im wesentlichen zwei strukturelle Komponenten:
Einen Zylinderblock 10 und einen Hauptrotor 20.
Der Zylinderblock 10 hat einen kreisförmigen Zylinder 101,
der plan entlang der Zylinderwand 1011 anliegt, wobei der
kreisförmige Zylinder 101 mindestens einen konzentrisch
angeordneten Drosselventilsitz 102 mit einem geringfügig
kleineren segmentierten Durchmesser umfaßt (die bevorzugte
Ausführungsform in den Zeichnungen zeigt einen
Drosselventilsitz 102 auf der linken und rechten Seite),
wobei eine verknüpfte Rundung B einen aktiven Abstand
zwischen dem Drosselventilsitz 102 und der Zylinderwand 1011
bereitstellt, wobei in nachfolgender Reihenfolge ein
Zündsystem 11 (beispielsweise eine Zündkerze), ein Auslaß 12
und eine Lufteinlaßvorrichtung 13 (umfassend das Einlaßventil
und Vergaser etc. ) vorgesehen ist.
Der Hauptrotor 20 weist im wesentlichen eine ringförmige
Gestalt auf und ist konzentrisch in dem kreisförmigen
Zylinder 101 des Zylinderblocks 10 angeordnet, wobei dieser
eine Welle 201 in seinem Mittelpunkt umfaßt, welche eine
freie Rotation in den Haltevorrichtungen 14 auf den beiden
Seiten des Zylinderblocks 10 ermöglicht, wobei die umlaufende
Oberfläche 1011 des kreisförmigen Zylinders 102 mindestens
ein Drosselventilsitz 102 entlang des Bereichs des
kreisförmigen Zylinders 101 und mindestens eine Vorkammer A
umfaßt, welche zwischen dem Hauptrotor 20 und der
zylindrischen Wand 1011 angeordnet ist. Der flexible
Kompressionsmechanismus 21 gleitet in einem koordinierten
Kontakt entlang der Oberfläche 1011 und dem Drosselventilsitz
102. Weiterhin ist ein hermetisches Gehäuse 202, ausgestattet
mit einer Expansionsdichtung 2021 vorgesehen die derart an
beiden Enden des Zylinderblocks 10 angebracht sind daß ein
druckfestes Gehäuse erhalten bleibt, wodurch der Zylinder 101
befähigt wird, einen abgeschlossenen Raum zu bilden. Darüber
hinaus ist mindestens ein flexibler Kompressionsmechanismus
21 entlang der Umlauffläche des Hauptrotors 20 (die hier
dargestellte bevorzugte Ausführungsform umfaßt drei flexible
Kompressionsmechanismen 21) vorgesehen und eine Brennkammer
203 die eine abgestufte flache Front und ein tiefes hinteres
Profil in der Nähe des vorgeschobenen Endes eines jeden
flexiblen Kompressionsmechanismus 21 aufweist. Jeder der
flexiblen Kompressionsmechanismen 21 umfaßt mindestens eine
Drosselkomponente 211 und eine Federkomponente 212, wobei das
Drosselelement dazu geeignet ist, gegen das Federelement
verspannt zu werden, so daß eine druckfeste Anordnung
zwischen der Zylinderwand 1011 oder den Drosselventilsitzen
102 des Zylinderblocks 10 hergestellt werden kann.
Unter Bezugnahme auf die in den Fig. 5 und 6 dargestellten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist der
Hauptrotor 20 geeignet um nach der Installation frei in dem
kreisförmigen Zylinder 101 des Zylinderblocks 10 zu rotieren,
wobei der kreisförmige Zylinder 101 einen abgeschlossenen
Raum 101 definiert, wobei momentan durchblasendes Gas dann
auftritt, wenn das Kraftstoff-Luftgemisch in die Vorkammer A
durch die Lufteinlaßvorrichtung 13 übertragen wird, wobei der
koordinierte Gleitkontakt zwischen der umlaufenden Oberfläche
des Hauptrotors 20 und den Drosselventilsitzen 102 und der
Zylinderwand 1011 eine optimale Luftdichte ermöglicht.
Darüber hinaus, solange die Drosselvorrichtung 211 des
flexiblen Kompressionsmechanismus 21 im Hauptrotor 20 unter
der Spannung der Federkomponenten 212 stehen und gegen die
Zylinderwand 1011 oder die Drosselventilsitze 102 während der
Rotation gedrückt werden, wird, wenn der Hauptrotor 20
rotiert, die Drosselkomponenten 211 des flexiblen
Kompressionsmechanismus 21 rotieren und damit das Kraftstoff-
Luftgemisch in der Vorkammer A komprimieren und darüber
hinaus, wenn die komprimierte Mischung die Drosselventilsitze
102 erreicht, wird die komplette Kraftstoffmischung am
vorderen Ende der Brennkammer 203 komprimiert und dann wenn
der Hauptrotor 20 soweit vorgedreht ist, daß die Brennkammer
203 in der umlaufenden Oberfläche des Hauptrotors 20 mit dem
Zündsystem 11 der Drosselventilsitze 102 fluchtet, wird das
komprimierte Kraftstoffgemisch in der besagten Brennkammer
203 sofort verbrannt und darüber hinaus wird eine großer
Betrag Vorschub erzeugt, der eine gleichförmige Bewegung des
Hauptrotors 20 zuläßt. Darüber hinaus, solange ein Auslaß 12
bei dem Zündsystem 11 in der Nähe des hinteren Auslaufs des
Drosselventilsitzes 102 gelegen ist und eine optimale
Luftdichte zwischen der gegebenen Oberfläche des Hauptrotors
20 und des Drosselventilsitzes 102 vorliegt, werden die
verbleibenden Abgase nach der Verbrennung des Kraftstoff-
Luftgemischs in der Brennkammer 203 direkt und effizient
sofort abgeführt, wenn der rotierende Hauptrotor mit dem
Auslaß 12 fluchtet, im Gegensatz zu der ineffizienten
Ausströmleistung eines konventionellen Zweitakt- und
Viertakt-Verbrennungsmotors in dem der Kolben 2 zusätzliche
Energie verbrauchende Kolbenbewegung benötigt um durch Druck
das Abgas auszublasen.
Darüber hinaus, solange der Lufteinlaß am hinteren Ausläufer
des Auslaß 12 angeordnet ist und das Kraftstoff-Luftgemisch
in die Vorkammer A zwischen dem Hauptrotor 20 und der
Zylinderwand 1011 übertragen wird, wie zuvor beschrieben, ist
der flexible Kompressionsmechanismus 21 in der Lage, das
komprimierte Kraftstoff-Luftgemisch aus der Vorkammer A in
die Brennkammer 203 zu übertragen, während der Hauptrotor 20
rotiert, wodurch eine kontinuierliche Verbrennung durch das
Zündsystem 11 und somit die Erzeugung von Vorschub
gewährleistet wird, so daß der Hauptrotor 20 ohne Zwang und
konstant in einer Richtung ohne Beeinträchtigung durch
Trägheitskräfte gemäß den natürlichen Gesetzen der Rotation
rotiert und somit kinetische Energie bei maximaler Effizienz
zur Verfügung stellt.
In der beschriebenen Anordnung wird der aktive Abstand durch
die Rundung b zwischen der kreisrunden Zylinderwand 1011 des
Zylinderblocks 10 und dem Drosselventilsitz 102
bereitgestellt, wobei der flexible Kompressionsmechanismus 21
mit dem Hauptrotor 21 daran entlang rotiert, wobei das
federgesteuerte Drosselelement 211 nicht nur geschmeidig ein
und aus fährt, sondern ebenfalls eine druckfeste Verbindung
gegenüber der Zylinderwand 1011 und dem Drosselventil 102
aufrecht erhält.
Darüber hinaus, solange dort ein koordinierter Kontakt
zwischen dem Hauptrotor 20 und dem Drosselventilsitz 102 in
dem kreisförmigen Zylinder 101 des Zylinderblocks 10 vorliegt
und ein Ölfilm auf der gesamten Oberfläche der kreisförmigen
Zylinderwand 1011 und dem Drosselventilsitz 102 zur Erzeugung
einer druckfesten Verbindung aufrecht erhalten wird, kann das
Kraftstoff-Luftgemisch, welches in die Vorkammer A durch die
Lufteinlaßvorrichtung 13 zugeführt wird, durch den
rotierenden und flexiblen Kompressionsmechanismus 21 in die
Brennkammer 303 gedrückt werden und das nach der Verbrennung
in der Brennkammer 203 entstehende Abgas kann effektiv durch
den Auslaß 12 versorgt werden ohne den unbeabsichtigten
Rückfluß in die Vorkammer A.
Darüber hinaus, solange der Zylinderblock 10 mindestens einen
Drosselventilsitz 102 umfaßt, besitzt jeder Drosselventilsitz
102 in nachfolgender Reihenfolge ein Zündsystem 11, einen
Auslaß 10 und einen Lufteinlaß 13, wobei der Hauptrotor 20
mindestens einen flexiblen Kompressionsmechanismus 21 und
eine Brennkammer 203 umfaßt, wobei je nach Bedarf eine
Vielzahl von Drosselventilsitzen 102, flexiblen
Kompressionsmechanismen 21 und Brennkammern 203 nachträglich
in den Hauptrotor 20 eingebracht werden können, wobei
zusätzliche Leistung und Geschwindigkeit produziert wird, und
somit eine größere kinetische Energie zur Verfügung gestellt
wird. Sicherlich muß bei der Auswahl das Drosselventilsitzes
102, des flexiblen Kompressionsmechanismus 21 und der
Brennkammer 203 eine geeignete Konfiguration unter
Berücksichtigung der kreisförmigen Zylinderwand 1011 und des
Zylinderblocks 10 und des Hauptrotors 20 berücksichtigt
werden. Dennoch können in der vorher beschriebenen Anordnung
keine zwei Brennkammern zur gleichzeitigen Zündung um 180°
versetzt angeordnet werden, so daß jede Brennkammer 203
separat zur Verbrennung gezündet werden muß um Vorschub zu
erzeugen, wobei darauf geachtet werden muß, daß keine
gegenläufige Auslöschung der Kräfte auftritt, so daß der
Hauptrotor 20 sich gleichmäßig und natürlich in eine Richtung
bewegt zur Bereitstellung von kinetischer Energie bei
maximaler Effizienz.
In den vorausgehenden Abschnitten, wurde beschrieben wie das
komprimierte Kraftstoff-Luftgemisch in der Brennkammer 203
des Hauptrotors 20 verbrannt und danach die produzierten
Abgase effektiv durch den Auslaß 12 entsorgt wurden, obwohl
ein bestimmter Anteil an Abgas in den Grenzen der Brennkammer
203 verbleibt, wobei das verbleibende Abgas in gleicher Weise
durch Kompression durch den Kolben ausgestoßen wird wie das
Abgas in einem konventionellen Viertakt-Verbrennungsmotor und
Abgase zwischen dem Zylinder und dem Zylinderdeckel
verbleiben, welche jedoch keinen Einfluß haben, solange der
explosiven Verbrennung die Aufnahme von frischen Kraftstoff-
Luftgemisch folgt, welches darüber hinaus
Umweltschutzbestimmungen genügt.
Claims (17)
1. Verbrennungsmotor, umfassend einen Zylinderblock (10) und
einen Hauptrotor (20), wobei der Zylinderblock (10) einen
im Querschnitt annähernd kreisförmigen Zylinder (101)
umfaßt, wobei entlang eines Bereichs der Zylinderwand
(1011) des Zylinders (101) mindestens ein im Bereich der
Zylinderwand (1011) angeordneter ringförmiger Ventilsitz
(102) mit einem geringfügig kleineren Durchmesser
angeordnet ist, wobei der Ventilsitz (102) mindestens
einen radial nach außen erstreckenden Abschnitt (b)
aufweist, der den Ventilsitz (102) gegenüber dem
außerhalb des Ventilsitzes (102) gelegenen Bereich der
Zylinderwand (1011) abgrenzen kann.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (102) ein Zündsystem
(11), einen Auslaß (12) und einen Lufteinlaß (13) umfaßt.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in der nachfolgenden Reihenfolge, das
Zündsystem (11), der Auslaß (12) und der Lufteinlaß (13)
im Bereich der Zylinderwand (1011) angeordnet sind.
4. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrotor (20) eine
ringförmige Komponente umfaßt, die konzentrisch in dem
kreisförmigen Zylinder (101) des Zylinderblocks (10)
installiert ist und mit einer Welle (201) versehen ist,
die mittig angeordnet ist, so daß sie dazu geeignet ist,
frei zu rotieren, wenn sie in einer Aufhängung (14) an
beiden Seiten des Zylinderblocks (10) aufgehängt ist.
5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibler
Kompressionsmechanismus (21) vorgesehen ist, der in
koordiniertem Kontakt mit dem Drosselventilsitz (102)
entlang des kreisförmigen Zylinderbereichs (101) gleitet.
6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorkammer (A) zwischen
dem Hauptrotor (20) und der Zylinderwand (1011)
angeordnet ist.
7. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Oberfläche
(1011) des kreisförmigen Zylinders (101) einen Ventilsitz
(102) aufweist.
8. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Ventilsitz
(102) um ein Drosselventilsitz handelt.
9. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein hermetisches
abgeschlossenes Gehäuse (202) vorgesehen ist, welches mit
einer Expansionsdichtung an jedem der zwei Enden des
Zylinderblocks zur Aufrechterhaltung eines druckfesten
Gehäuses ausgestattet ist, wodurch der kreisförmige
Zylinder (101) einen abgeschlossenen Raum definieren
kann.
10. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein flexibler
Kompressionsmechanismus (21) in einem planen Engagement
entlang der umlaufenden Fläche des Hauptrotors (20)
angeordnet ist, wobei eine Brennkammer (203) umfassend
eine abgestufte flache Front und ein tiefes hinteres
Profil vorgesehen ist, welches in der Nähe des
vorgelagerten Endes des mindestens einen flexiblen
Kompressionsmechanismus (21) angeordnet ist.
11. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der flexible
Kompressionsmechanismus mindestens ein Drosselelement
(211) und ein Federelement (212) umfaßt, wobei das
Drosselelement (211) dazu geeignet ist durch das
Federelement (212) vorgespannt zu werden, so daß eine
druckdichte Verbindung in Kontakt mit der Zylinderwand
(1011) oder dem Ventilsitz (102) des Zylinderblocks (10)
hergestellt werden kann.
12. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl eine Anzahl von
Drosselventilsitzen (102) im Bereich des kreisförmigen
Zylinders (101) des Zylinderblocks (10) sowie eine Anzahl
von flexiblen Kompressionsmechanismen (21) und
Brennkammern (203) entlang des Umfangs des Hauptrotors
(20) angeordnet sind wobei eine geeignete Abstimmung der
Elemente untereinander vorgenommen werden kann.
13. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl der
Brennkammern (203) in der umlaufenden Oberfläche des
Hauptrotors (20) derart angeordnet ist, daß eine
Verbrennung nicht gleichzeitig in zwei Brennkammern durch
das Verbrennungssystem (11) gezündet werden kann, wobei
die Brennkammern um 180° versetzt angeordnet sind.
14. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielfach-Brennkammer
(203) und ein flexibler Kompressionsmechanismus (21)
vorgesehen ist.
15. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich um einem Eintakt-
Verbrennungsmotor handelt.
16. Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- - der Lufteinsatz (13) überträgt ein frisches Kraftstoff-Luftgemisch in die Vorkammer (A) zwischen den Hauptrotor (20) und der kreisförmigen Zylinderwand (1011);
- - der flexible Kompressionsmechanismus (21), der sich mit dem Hauptrotor (20) dreht, bewirkt, daß das Drosselelement (211) das komprimierte Kraftstoffgemisch von der Vorkammer (A) in die Brennkammer (203) überträgt;
- - wenn die Brennkammer (203) mit dem Zündsystem (11) fluchtet, wird das Kraftstoffgemisch gezündet, um eine Verbrennung einzuleiten und um einen beachtlichen Betrag an Vorschub zu erreichen, so daß der Hauptrotor (20) durch die entstehenden Trägheitskräfte in einer einzigen Richtung gleichmäßig und natürlich rotiert, so daß kinetische Energie bei maximaler Effizienz zur Verfügung gestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das nach der Verbrennung entstehende Abgas, welches in
der Brennkammer (203) produziert wird, automatisch und
effizient abgeführt wird, wenn die Brennkammer (203) mit
dem Auslaß (12) fluchtet.
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