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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine, insbesondere einen Wankelmotor.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Betriebsverfahren für eine derartige Rotationskolbenbrennkraftmaschine.
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Das Arbeitsprinzip von Rotationskolbenbrennkraftmaschinen ist seit langem bekannt. Gegenüber den weit verbreiteten Hubkolbenbrennkraftmaschinen weist eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine jedoch u.a. den Nachteil höherer CO2-Emissionen auf.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine und ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass Emissionen bei dem Betrieb der Rotationskolbenbrennkraftmaschine verringert werden.
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Diese Aufgabe wird bei der Rotationskolbenbrennkraftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Laserzündsystem vorgesehen ist. Untersuchungen der Anmelderin zufolge eignet sich ein laserbasiertes Zündsystem, bei dem Laserstrahlung – anstelle eines zwischen Entladungselektroden auftretenden Lichtbogens wie bei konventionellen Hochspannungszündungen – zur Erzeugung eines Zündplasmas verwendet wird, überraschenderweise auch zur Verwendung mit Rotationskolbenbrennkraftmaschinen wie bspw. einem Wankelmotor.
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Es hat sich sogar herausgestellt, dass die Verwendung eines laserbasierten Zündsystems bei einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine neben dem Potential zur Verringerung von Emissionen auch noch weitere Vorteile mit sich bringt.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Laserzündsystem dazu ausgebildet ist, Laserstrahlung auf mindestens einen Zündpunkt einzustrahlen, der in einem Brennraum der Rotationskolbenbrennkraftmaschine angeordnet ist, wodurch eine direkte Zündung des in dem Brennraum der Rotationskolbenbrennkraftmaschine befindlichen zündfähigen Gemischs ermöglicht ist. Dadurch kann vorteilhaft das von konventionellen Hochspannungszündsystemen für Rotationskolbenbrennkraftmaschinen bekannte Totvolumen vermieden werden, welches dadurch bedingt ist, dass die Hochspannungszündkerze mit ihren Elektroden in einer radial äußeren räumlichen Erweiterung des Brennraums angeordnet werden muss, um nicht einen in dem betreffenden Wandabschnitt vorbeigleitenden Abschnitt des rotierenden Kolbens zu beeinträchtigen. Das Totvolumen verringert den thermodynamischen Wirkungsgrad der Rotationskolbenbrennkraftmaschine, und die erfindungsgemäß ermöglichte Vermeidung des Totvolumens durch die Anwendung eines Laserzündsystems behebt dieses Problem.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Laserzündsystem ein Brennraumfenster aufweist, das einen Innenraum einer Komponente des Laserzündsystems, insbesondere einer Laserzündkerze, zu dem Brennraum hin begrenzt. Beispielsweise kann eine zu einer herkömmlichen Laserzündkerze vergleichbare Komponente in einen Wandabschnitt des Stators der Rotationskolbenbrennkraftmaschine integriert werden, und die Begrenzung eines Innenbereichs bzw. Innenraums der Laserzündkerze zu dem Brennraum hin erfolgt mittels des Brennraumfensters. Das Brennraumfenster kann neben seiner räumlichen Trennwirkung zusätzlich auch optische Eigenschaft, bspw. für die Fokussierung von Laserstrahlung auf einen in dem Brennraum gelegenen Zündpunkt, aufweisen.
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Besonders vorteilhaft ist bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Brennraumfenster so ausgebildet ist, dass es zumindest bereichsweise auf seiner dem Brennraum zugewandten Oberfläche eine Oberflächenform, insbesondere Oberflächenkrümmung, aufweist, die im Wesentlichen einer Oberflächenform, insbesondere Oberflächenkrümmung, einer den Brennraum im Bereich des Brennraumfensters begrenzenden Seitenwand entspricht. Dadurch passt sich das Brennraumfenster optimal an die Seitenwand des Stators der Rotationskolbenbrennkraftmaschine an, sodass eine Dichtwirkung zwischen einer Dichtleiste des Rotors der Rotationskolbenbrennkraftmaschine und dem das Brennraumfenster enthaltenden Wandbereich des Stators nicht beeinträchtigt wird. Gegebenenfalls durch die besondere Oberflächenkrümmung hervorgerufene unerwünschte Strahlformungseffekte für die durch das Brennraumfenster hindurchtretende Laserstrahlung können zumindest teilweise durch eine entsprechend geformte, insbesondere gekrümmte, Innenoberfläche des Brennraumfensters kompensiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Laserzündsystem dazu ausgebildet ist, Laserstrahlung, insbesondere Laserimpulse, gleichzeitig oder mit vorgebbarem zeitlichem Abstand zueinander auf mindestens zwei verschiedene in dem Brennraum angeordnete Zündpunkte einzustrahlen. Hierdurch kann eine sowohl räumliche als auch zeitliche Mehrfachzündung realisiert werden, die einen besonders effizienten Durchbrand des in dem Brennraum befindlichen Gemischs und damit einen erhöhten thermodynamischen Wirkungsgrad ermöglicht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein Zündraum vorgesehen ist, der in Fluidverbindung mit einem Brennraum der Rotationskolbenbrennkraftmaschine steht, und dass das Laserzündsystem dazu ausgebildet ist, Laserstrahlung auf mindestens einen Zündpunkt einzustrahlen, der in dem Zündraum angeordnet ist. Der Zündraum liegt vorzugsweise zumindest teilweise außerhalb des Brennraums und ist zumindest teilweise von diesem räumlich getrennt, so dass er eine zu einer Vorkammer vergleichbare Funktion erfüllen kann.
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Diese Erfindungsvariante kann vorteilhaft mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (direkte Einstrahlung der Laserstrahlung in den Brennraum der Rotationskolbenbrennkraftmaschine) kombiniert werden, wobei Laserstrahlung also direkt in den Brennraum und gleichzeitig oder zeitlich hierzu versetzt auch in einen Zündraum gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingestrahlt wird. Alternativ sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen Laserstrahlung nicht direkt in den Brennraum der Rotationskolbenbrennkraftmaschine eingestrahlt wird, sondern vielmehr nur in den Zündraum, der in Fluidverbindung mit dem Brennraum der Rotationskolbenbrennkraftmaschine steht und mithin eine zu einer Vorkammer vergleichbare Konfiguration ausbildet, die vorteilhaft auch als chemischer Verstärker betrachtet werden kann, weil durch entsprechende Auslegung des Zündraums bspw. günstigere Zündbedingungen in dem Zündraum geschaffen werden können, als sie in dem (Haupt-)Brennraum der Rotationskolbenbrennkraftmaschine vorliegen. Im Falle einer Zündung des in den Zündraum vorliegenden zündfähigen Gemischs treten in an sich bekannter Weise sogenannte Zündfackeln aus dem Zündraum in den Brennraum. Diese üblicherweise hochenergetischen Zündfackeln sorgen ihrerseits für eine effiziente Entzündung des in dem Brennraum vorliegenden Gemischs.
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Durch geeignete Wahl des Zündpunkts in dem Zündraum, bspw. in der Nähe eines Brennraumfensters, das eine Laserzündkerze bzw. ihren Innenraum zu dem Zündraum hin abgrenzt, kann vorteilhaft Einfluss auf das Entflammungsverhalten des Gemischs innerhalb des Zündraums genommen werden. Sofern bspw. der Zündpunkt in dem Zündraum direkt in dem Bereich der dem Zündraum zugewandten Außenoberfläche des Brennraumfensters gewählt ist, breitet sich die von dem Zündpunkt ausgehende Flammenfront im Wesentlichen radial nach innen in Bezug auf die Rotationskolbenbrennkraftmaschine aus, d.h. in Richtung auf den Hauptbrennraum.
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Der Fokuspunkt beziehungsweise Zündpunkt wird bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bevorzugt so gewählt, dass die lokalen Druck- und Strömungsverhältnisse, wie auch das betreffende Verbrennungsluftverhältnis (Luftzahl λ), eine hohe Zündwahrscheinlichkeit haben und sich die Flammenfront radial ausbreiten kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform in vorgesehen, dass mindestens ein Fluidkanal in einem Wandabschnitt eines Stators der Rotationskolbenbrennkraftmaschine vorgesehen ist, der die Fluidverbindung zwischen dem Zündraum und dem Brennraum herstellt. Über diese Fluidkanäle können die vorstehend bereits erwähnten Zündfackeln aus dem Zündraum den Hauptbrennraum austreten, um das dort befindliche Gemisch zu zünden. Zusätzlich ermöglichen die Fluidkanäle eine Einbringung von zündfähigem Gemisch aus dem Hauptbrennraum in den Zündraum.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere Fluidkanäle vorgesehen, und mindesten zwei, vorzugsweise jedoch alle Fluidkanäle, sind auf einer virtuellen Geraden angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu einer Welle der Rotationskolbenbrennkraftmaschine angeordnet ist. Dadurch wird vorteilhaft ein optimales Zusammenwirken der Fluidkanäle mit den Dichtleisten der Rotationskolbenbrennkraftmaschine gewährleistet, weil vorteilhaft gleichzeitig alle Fluidkanäle bzw. ihre Mündungsöffnungen in den Brennraum von einer Dichtleiste des rotierenden Kolbens der Rotationskolbenbrennkraftmaschine überstrichen werden können und somit eine optimierte Abdichtung bzw. Dichtwirkung zwischen benachbarten Arbeitsräumen der Rotationskolbenbrennkraftmaschine auch dann gegeben ist, wenn die Dichtleiste den Bereich des Zündraums überstreicht. Hierdurch erweitert sich vorteilhaft auch ein Zeitbereich möglicher Zündzeitpunkte, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad für den Betrieb der Rotationskolbenbrennkraftmaschine gegeben ist, der seinerseits beispielsweise zur Reduktion von Emissionen genutzt werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest in den Brennraum mündende Endabschnitte mindestens zweier Fluidkanäle so angeordnet und, insbesondere bezüglich ihrer Längsachse ausgerichtet sind, dass aus dem Zündraum in den Brennraum austretende Strömungen, insbesondere Zündfackeln, unterschiedliche Strömungsrichtungen aufweisen. Das bedeutet, sobald sich die Zündfackeln als Fluidströmung aus dem Zündraum in den Brennraum ausbreiten, stellen sich Strömungsrichtungen für die Fackeln derart ein, dass mindestens zwei Zündfackeln in unterschiedliche Richtungen in den Brennraum ausströmen, wodurch eine verbesserte Entflammung des in dem Brennraum vorliegenden Gemischs gegeben ist. Dies steigert wiederum den thermodynamischen Wirkungsgrad der Rotationskolbenbrennkraftmaschine.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens eine erste Fluidströmung eines ersten Fluidkanals zumindest teilweise antiparallel zu einer Drehrichtung eines Rotors der Rotationskolbenbrennkraftmaschine und mindestens eine zweite Fluidströmung eines zweiten Fluidkanals zumindest teilweise parallel zu einer Drehrichtung des Rotors ausgebildet wird. Dies kann bspw. durch eine entsprechende Ausrichtung zumindest der Endabschnitte der betreffenden Fluidkanäle gegen die Drehrichtung bzw. in die Drehrichtung des Kolbens erfolgen. Hierdurch ergibt sich eine weiter verbesserte Entflammung des in dem Brennraum vorliegenden zündfähigen Gemischs. Besonders vorteilhaft sind entlang der virtuellen Geraden zueinander benachbart angeordneten Fluidkanäle alternierend so ausgebildet, dass sie bzw. ihre in den Brennraum mündenden Endabschnitte abwechselnd eine Richtungskomponente parallel bzw. antiparallel zu der Drehrichtung des Kolbens aufweisen, wodurch sich eine besonders effiziente Entzündung ergibt.
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Die Mündungsöffnungen der Fluidkanäle beziehungsweise des mindestens einen Fluidkanals können einer ersten Ausführungsform zufolge vorteilhaft kreisförmig ausgebildet sein. Andere Geometrien, wie beispielsweise eine ovale Mündungsöffnung, längliche und/oder rechteckförmige Mündungsöffnungen oder eine Aneinanderreihung von in etwa kreis- oder ellipsenförmigen Mündungsöffnungen, die untereinander durch kurze, im Wesentlichen rechteckförmige Abschnitte, verbunden sind, ist ebenfalls denkbar.
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Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 11 angegeben. Erfindungsgemäß wird ein zündfähiges Gemisch der Rotationskolbenbrennkraftmaschine unter Verwendung eines Laserzündsystems mittels Laserstrahlung, insbesondere eines oder mehrerer Laserzündimpulse, gezündet.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Insbesondere sind auch die beschriebenen und/oder dargestellten Laserzündsysteme an sich, also unabhängig von ihrer Beziehung zu einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine, Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 Schematisch einen teilweisen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotationskolbenbrennkraftmaschine,
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2 eine Detailansicht einer Ausführungsform der Erfindung in teilweisem Querschnitt,
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3 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in teilweisem Querschnitt,
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4 schematisch einen teilweisen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
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5 schematisch einen teilweisen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform mit Blickrichtung auf eine radiale Innenoberfläche eines Stators der Rotationskolbenbrennkraftmaschine, und
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6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in zu 5 vergleichbarer Perspektive.
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1 zeigt schematisch einen teilweisen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotationskolbenbrennkraftmaschine 10. Die Brennkraftmaschine 10 verfügt über einen etwa dreieckförmigen Rotor 10a mit nicht näher bezeichneten, konvexen Seitenflächen, welche zusammen mit einer Innenwand eines Stators 10e der Brennkraftmaschine 10 in an sich bekannter Weise drei Arbeitsräume definieren, von denen vorliegend nur der Brennraum BR bezeichnet ist.
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Der Rotor 10a bewegt sich in an sich bekannter Weise um eine Exzenterwelle 10b, sodass die drei Ecken des Rotors 10a während der Drehung des Rotors 10a stets der Gehäusewand (Stator 10e) folgen, wodurch die drei Arbeitsräume periodisch kleiner bzw. größer werden. Ein Einlass ist vorliegend mit dem Bezugszeichen 10c und ein Auslass ist vorliegend dem Bezugszeichen 10d bezeichnet.
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Erfindungsgemäß verfügt die Rotationskolbenbrennkraftmaschine 10 über ein Laserzündsystem 100. Das Laserzündsystem 100 weist vorliegend eine Laserzündkerze 110 auf, die in den Stator 10e integriert ist derart, dass sie lokal erzeugte oder von einer externen Quelle (nicht gezeigt) zugeführte Laserstrahlung L direkt in den Brennraum BR der Brennkraftmaschine 10 einstrahlen kann.
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Ein Innenraum I der Laserzündkerze 110 wird vorliegend durch ein Brennraumfenster 102 von dem Brennraum BR der Brennkraftmaschine 10 getrennt. Das Brennraumfenster 102 kann neben seiner Abdichtfunktion zu dem Brennraum BR hin auch über eine optische Funktion, bspw. Fokussierwirkung verfügen, um die Laserstrahlung L auf den in dem Brennraum BR liegenden Zündpunkt ZP1 zu bündeln.
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Die erfindungsgemäße Vorsehung des Laserzündsystems 100 ermöglicht vorteilhaft die Vermeidung des von Hochspannungszündsystemen bekannten Totvolumens, welches zur Aufnahme von Zündelektroden einer konventionellen Hochspannungszündkerze erforderlich ist und in an sich bekannter Weise den thermodynamischen Wirkungsgrad herkömmlicher Rotationskolbenbrennkraftmaschinen vermindert sowie deren Emissionen steigert.
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Besonders vorteilhaft ist eine dem Brennraum BR zugewandte Außenoberfläche 102a des Brennraumfensters 102 so ausgebildet, dass sie gleichermaßen wie die Innenwandbereiche des Stators 10e mit an dem Rotor 10a angeordneten Dichtleisten (nicht gezeigt) in an sich bekannter Weise zusammenwirkt, um die drei Arbeitsräume der Brennkraftmaschine 10 gegeneinander abzudichten. Das bedeutet, das Brennraumfenster 102 ist so ausgelegt, dass es eine Dichtwirkung der Dichtleisten nicht wesentlich beeinträchtigt.
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Besonders vorteilhaft kann das Brennraumfenster 102 hierzu so ausgebildet sein, dass es zumindest bereichsweise auf seiner dem Brennraum BR zugewandten Oberfläche 102a eine Oberflächenform, insbesondere Oberflächenkrümmung, aufweist, die im Wesentlichen einer Oberflächenform, insbesondere Oberflächenkrümmung, einer den Brennraum BR im Bereich des Brennraumfensters 102 begrenzenden Seitenwand W entspricht, vgl. die Detailansicht der 2. Dadurch passt sich das Brennraumfenster 102 besonders gut in den Stator 10e ein und beeinträchtigt nicht die Funktion der Dichtleisten.
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Gegebenenfalls unerwünschte, durch die Oberflächenkrümmung der Oberfläche 102a resultierende Verzerrungen bzw. Beeinflussungen der durch das Brennraumfenster 102 hindurchtretende Laserstrahlung L, können zumindest teilweise vorteilhaft durch eine entsprechende Krümmung einer Innenoberfläche des Brennraumfensters 102 kompensiert werden.
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3 zeigt eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist das Laserzündsystem bzw. seine Laserzündkerze 110 so ausgebildet, dass Laserstrahlung, insbesondere in Form von Laserimpulsen, gleichzeitig oder in vorgegebenem zeitlichem Abstand zueinander, auf verschiedene Zündpunkte ZP1, ZP2 in den Brennraum BR abgestrahlt werden kann. Dadurch kann eine räumliche und/oder zeitliche Mehrfachzündung in dem Brennraum BR realisiert werden, welche eine besonders effiziente Entflammung und eine damit einhergehende Steigerung des thermodynamischen Wirkungsgrads bedingt.
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Anstelle der Verwendung einer einzigen Laserzündkerze 110 können auch mehrere, jeweils einen eigenen Zündpunkt ZP1 (2) realisierende Laserzündkerzen in dem Stator 10e vorgesehen sein, um eine räumliche und/oder zeitliche Mehrfachzündung in dem Brennraum BR zu ermöglichen.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Laserstrahlung L nicht direkt in den Brennraum BR eingestrahlt wird, sondern in einen Zündraum ZR, der in Fluidverbindung mit dem Brennraum BR steht. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist der Zündraum ZR direkt radial außenseitig des Brennraums BR in dem Stator 10e angeordnet und mit diesem über Fluidkanäle 12a, 12b verbunden. Die Fluidkanäle 12a, 12b ermöglichen den Fluidaustausch zwischen dem Brennraum BR und dem Zündraum ZR, wobei in einem Betriebszyklus vor einer Laserzündung zündfähiges Fluid aus dem Brennraum BR in den Zündraum ZR strömen kann. Nach der Laserzündung durch die Einstrahlung von Laserstrahlung L in den Zündraum ZR, insbesondere auf den Zündpunkt ZP1i, der in dem Zündraum ZR angeordnet ist, entflammt das in dem Zündraum ZR vorhandene, zündfähige Gemisch, sodass Zündfackeln durch die Fluidkanäle 12a, 12b aus dem Zündraum ZR in den Brennraum BR austreten und das dort vorliegende Gemisch entflammen.
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Die Laserzündkerze 110 gemäß 4 kann ähnlich ausgebildet sein oder identisch wie die Laserzündkerze 110 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß den 1 bis 3. Besonders bevorzugt ist die Laserzündkerze 110 so ausgebildet, dass der Zündpunkt ZP1i in dem Zündraum ZR besonders nahe an der Außenoberfläche des Brennraumfensters 102 liegt, sodass sich die von dem Zündpunkt ZP1i ausgehende Flammenfront im Wesentlichen radial nach innen, d.h. auf den Hauptbrennraum BR zu, ausbreitet.
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In 4 ist zusätzlich zu dem Brennraumfenster 102 noch eine Fokussieroptik 104 eingezeichnet, die eine Fokussierung der Laserstrahlung L auf den Zündpunkt ZP1i allein, oder in Kombination mit dem ggf. ebenfalls strahlenformend ausgebildeten Brennraumfenster 102, realisiert.
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Der in Figur nicht näher bezeichnete Blockpfeil in dem Rotor 10a gibt die Drehrichtung des Rotors 10a bzgl. des Stators 10e an.
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5 zeigt eine Draufsicht auf den Brennraum BR der Brennkraftmaschine 10 (1), wobei die Blickrichtung radial nach außen, auf eine radiale Innenoberfläche des Stators 10e zu, ist. Zur gemäß 5 rechten und linken Seite hin ist der Brennraum BR durch die Wandabschnitte 10e1, 10e2 begrenzt.
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Bei der in 5 abgebildeten Ausführungsform sind insgesamt 4 Fluidkanäle 12a, 12b, 12c, 12d vorgesehen, um ein Fluidaustausch zwischen dem Zündraum ZR (4) und dem Brennraum BR zu ermöglichen. Besonders vorteilhaft sind mindestens zwei, vorliegend jedoch alle, Fluidkanäle 12a, .., 12d entlang einer virtuellen Geraden VG angeordnet, die im Wesentlichen parallel angeordnet ist zu der Welle 10b (1) der Brennkraftmaschine 10. Dadurch ist vorteilhaft gewährleistet, dass bei einem Überstreichen der Fluidkanäle 12a, .., 12d durch eine Dichtleiste 10f, die an den Ecken des Rotors 10a (1) angeordnet ist und die benachbarten Arbeitsräume in an sich bekannter Weise voneinander trennt bzw. gegeneinander abdichtet, eine optimale Dichtwirkung gegeben ist bzw. die an die Dichtleiste zu stellenden konstruktiven Anforderungen verhältnismäßig gering ausfallen, was eine günstigere Konstruktion der Brennkraftmaschine 10 ergibt.
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Die Dichtleiste ist in 5 durch das gestrichelte Rechteck 10f symbolisiert und bewegt sich während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 entlang der durch den Blockpfeil DRR angegebenen Richtung über die Mündungsöffnungen der Fluidkanäle 12a, .., 12d weg.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest in den Brennraum BR mündende Endabschnitte mindestens zweier Fluidkanäle 12a, 12b, 12c, 12d so angeordnet und insbesondere bezüglich ihrer Längsachse ausgerichtet sind, dass aus dem Zündraum ZR in den Brennraum BR austretende Fluidströmungen FS1, FS2, FS3, FS4, insbesondere Zündfackeln, unterschiedliche Strömungsrichtungen aufweisen, wodurch sich ein besonders guter und schneller Durchbrand des in dem Brennraum BR befindlichen Gemischs ergibt. Vorliegend sind die Mündungsöffnungen der Fluidkanäle so ausgerichtet, dass sich alternierend Strömungsrichtungen von durch die Fluidkanäle in den Brennraum BR strömenden Fluiden ergeben, welche abwechselnd parallel bzw. antiparallel zu der Drehrichtung DRR (5) des Rotors 10a (1) ausgebildet sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (nicht gezeigt) sind mehrere Fluidkanäle vorgesehen, die jedoch alle im Wesentlichen gleich, also beispielsweise parallel zueinander, ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Fluidkanäle kann einer weiteren Ausführungsform zufolge beispielsweise senkrecht in Bezug auf einen Wandabschnitt des Stators 10e ausgebildet sein, also in 6 senkrecht zur Zeichenebene. Alternativ hierzu kann die Längsachse auch einen nichtverschwindenden Winkel mit einer in 6 senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden virtuellen Geraden bilden, vergleiche die Fluidkanäle gemäß Ausführungsform der 6. Unterschiedliche Winkel für verschiedene Fluidkanäle sind ebenfalls denkbar. Sofern die Fluidkanäle an sich nicht gerade, z.B. etwa zylinderförmig, ausgeführt sind, sondern z.B. mindestens eine Krümmung aufweisen, sind die vorstehend beschriebenen Varianten der Ausrichtung der Fluidkanäle z.B. insbesondere auf die in den Hauptbrennraum mündenden Endabschnitte der Fluidkanäle anwendbar, während die in den Zündraum mündenden Endabschnitte der Fluidkanäle hiervon verschiedene oder dieselbe Ausrichtung haben können.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Treibstoff flüssig ist, beispielsweise Benzin oder dergleichen. Ein gasförmiger Treibstoff (zum Beispiel Methan) ist ebenfalls verwendbar.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht ferner die Möglichkeit, Treibstoff alternativ oder ergänzend auch in die Vorkammer beziehungsweise den Zündraum ZR einzubringen.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (direkte Einstrahlung von Laserstrahlung L in dem Brennraum BR gemäß 1 bis 3 bzw. Vorsehung eines Zündraums ZR und Einstrahlung der Laserstrahlung L in den Zündraum ZR gemäß 4 bis 6) sind auch miteinander kombinierbar. In diesem Fall ist Laserstrahlung L gleichzeitig bzw. nacheinander wahlweise direkt in dem Brennraum BR bzw. in den Zündraum ZR einstrahlbar. Dadurch kann ein noch größerer Betriebsbereich für die Rotationskolbenbrennkraftmaschine 10 gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Verwendung eines Laserzündsystems 100 für die Rotationskolbenbrennkraftmaschine 10 besitzt den weiteren Vorteil, dass eine hohe Standzeit gegeben ist, weil das Laserzündsystem 100 eine größere Toleranz gegenüber der hohen thermischen Belastung bei dem Betrieb des Rotationskolbenmotors 10 besitzt. Ferner können die bei der Laserzündung verwendbaren größeren Drücke die Zündneigung des Kraftstoffgemisches erhöhen, wodurch ein noch zuverlässiger Betrieb der Brennkraftmaschine 10 gewährleistet ist.
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Außerdem ist mit dem erfindungsgemäßen Laserzündsystem 100 eine Glühzündung, wie sie bei konventionellen Hochspannungszündungen auftreten kann, deutlich unwahrscheinlicher.
