DE1157846B - Rotationskolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Rotationskolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number
DE1157846B
DE1157846B DEM45163A DEM0045163A DE1157846B DE 1157846 B DE1157846 B DE 1157846B DE M45163 A DEM45163 A DE M45163A DE M0045163 A DEM0045163 A DE M0045163A DE 1157846 B DE1157846 B DE 1157846B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
fuel
internal combustion
combustion engine
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEM45163A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Siegfried Meurer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN AG
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG filed Critical MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Priority to DEM45163A priority Critical patent/DE1157846B/de
Priority to GB15419/61A priority patent/GB952765A/en
Publication of DE1157846B publication Critical patent/DE1157846B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B55/00Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
    • F02B55/14Shapes or constructions of combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B2053/005Wankel engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2730/00Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing
    • F02B2730/01Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing with one or more pistons in the form of a disk or rotor rotating with relation to the housing; with annular working chamber
    • F02B2730/018Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing with one or more pistons in the form of a disk or rotor rotating with relation to the housing; with annular working chamber with piston rotating around an axis passing through the gravity centre, this piston or the housing rotating at the same time around an axis parallel to the first axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  • Rotationskolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Mantel und Seitenteilen, die zusammen einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist_, auf deren Exzenter ein Kolben drehbar gelagert ist, der Kolbenflanken aufweist, die den Innenraum radial innen begrenzen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Maschinen den Gemischbildungs- und Verbrennungsablauf in der Form zu steuern, daß ein möglichst günstiger thermischer Wirkungsgrad erzielt werden kann.
  • Bei der Lösung der Aufgabe müssen die Eigenarten dieser Maschinengattung berücksichtigt werden, die es beispielsweise nicht ermöglichen, das Verdichtungsverhältnis beliebig zu steigern, ohne andere wichtige konstruktive Größen, wie beispielsweise das Hubvolumen oder Bauvolumen, ungünstig zu beeinflussen. Es ist weiterhin von besonderem Interesse, den Spitzendruck klein zu halten, um die Lagerdrücke bei der im Verhältnis zum arbeitenden Volumen großen Kolbenfläche auf erträgliche Werte zu begrenzen. Zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades ist einesteils eine Steigerung des Verdichtungsverhältnisses erforderlich und anderenteils eine Regelung der Leistung bei gleicher Drehzahl in der Form, daß bei Teillast der Luftüberschuß zunimmt und damit das Mischungsverhältnis ärmer wird, während beispielsweise beim Otto-Verfahren das Mischungsverhältnis praktisch konstant bleibt oder nur in sehr kleinen Grenzen geändert werden kann, um nicht außerhalb der Zündgrenze des Gemisches zu kommen.
  • Lösungen der letzteren Art sind bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen in Form der Ladungsschichtung bekanntgeworden. Ihre Wirksamkeit für den Teillastverbrauch ist hier bei jedem Verdichtungsverhältnis, ob hoch oder niedrig, vorhanden. Die besten Brennstoffverbräuche werden theoretisch bei Verdichtungsverhältnissen erreicht, die etwa denjenigen von schnellaufenden Hubkolben-Dieselbrennkraftmaschinen entsprechen. Bei Rotationskolbenbrennkraftmaschinen ist man jedoch aus konstruktiven Gründen oftmals daran interessiert, keine allzu hohe Verdichtung anzuwenden und damit unter Umständen auch auf die Selbstzündung zu verzichten, ohne dabei den Vorteil der Gemischqualitätsregelung aufgeben zu wollen.
  • Aus der Entwicklung der Gemischbildung und der Verbrennungsverfahren bei Hubkolben-Dieselbrennkraftmaschinen ist bekannt, welche Schwierigkeiten es bereitet, einen Verbrennungsablauf sicherzustellen, der nach Einsetzen der Zündung zunächst verhältnismäßig kleine Wärmemengen frei werden läßt und damit geringe Drucksteigerungsgeschwindigkeiten ergibt, während er nach Beginn der Expansion die je Grad Kurbelwinkel frei werdende Wärmemenge bis zu einem Maximum möglichst bei Verbrennungsende ansteigen läßt. Gerade einen solchen Verbrennungsablauf benötigt man jedoch, um den konstruktiven Eigenarten der Rotationskolbenbrennkraftmaschine entgegenzukommen.
  • Die vorliegende Erfindung gibt einen Lösungsweg für dieses Problem an. Der dabei beschrittene Weg hat zum Ziel, die spontanen Selbstzündungsreaktionen, die bei der zerstäubenden Einspritzung von flüssigem Brennstoff in heiße, verdichtete Luft entstehen, zu vermeiden und eine allmähliche Zusammenführung von verdampftem Brennstoff mit der Verbrennungsluft herbeizuführen. Als besonders günstig für die Erreichung einer schnellen Verdampfung haben sich Brennraumoberflächen herausgestellt, deren Temperatur auf die Eigenart des verwendeten Brennstoffes abgestimmt ist. Für Brennstoffe, die in etwa einer molekularen Zusammensetzung von CisHv4 entsprechen, ist die günstigste Temperatur 340° C. Temperaturen dieser Höhe treten auch an der Kolbenoberfläche einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine auf.
  • Gemäß der Erfindung ist nun in den Kolbenflanken eine porös-durchlässige oder gelochte bzw. geschlitzte Platte, die eine Einspritzöffnung aufweist, derart angeordnet, daß ihre radiale innere Begrenzungsfläche einen Hohlraum im Kolben begrenzt und daß eine Brennstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen ist, deren Mündung so angeordnet ist, daß der austretende Brennstoffstrahl den Brennstoff durch die Einspritzöffnung unter die Platte spritzt. Die Verteilung des Brennstoffes erfolgt dabei einmal unter dem Einfluß der peripherischen Beschleunigung durch die Drehung des Kolbens und andererseits durch die Fliehkräfte, die durch die Drehung des Kolbens erzeugt werden und die an sieh die Tendenz haben, den flüssigen Brennstoff radial nach außen in Richtung auf das Gehäuse zu schleudern. Die porös-durchlässige Platt hat die Aufgabe, den flüssigen Brennstoff gegenüber den, Fliehkräften zurückzuhalten und dafür zu sorgen, daß lediglich die entstehenden Dämpfe in der heißen Platte, die durch die Porosität eine sehr große Oberfläche erreichen kann, nach außen gelangen können. Da weiterhin bei der Bewegung des Kolbens zwei Verbrennungsräume entstehen, deren im Drehsinn vorauslaufende in seinem Volumen von Null bis auf ein Maximum zunimmt, während der im Drehsinn nachlaufende von einem Maximum bis auf Null abnimmt, und da beide Räume durch die ochsennahe Zone der inneren Mantelfläche an sich voneinander getrennt sind, entsteht bei dem Überschieben von dem einen Brennraum in den anderen Brennraum an der ochsennahen Zone eine heftige Luftbewegung, die mangels anderer Verbindungskanäle zwischen den Brennräumen sich der Durchlässigkeit der porösdurchlässigen Platte bedienen muß. Beim Durchtritt der Luft durch diese Platte entsteht dann eine intensive Verdampfung und Vermischung, die darüber hinaus mit der Drehung des Kolbens örtlich fortschreitet. Die porös-durchlässige Platte bildet in diesem Sinne einen sehr wirksamen in den Kolben eingebauten Oberflächenvergaser, der die erforderliche allmähliche Verdampfung und Vermischung des Brennstoffes bewirkt. Besonders zur Erreichung eines sicheren Kaltstartes, jedoch auch um ein nicht so hohes Verdichtungsverhältnis anwenden zu müssen, ist die Anbringung einer Zündquelle zweckmäßig. Diese Zündquelle kann ein elektrischer Zündfunken oder auch ein heißer Punkt sein, dessen Wirksamkeit durch katalytische Maßnahmen unterstützt wird.
  • Von großem Vorteil für die Güte der Verbrennung ist in diesem Zusammenhang das Material und die Oberflächenart der porös-durchlässigen Platte, die aus einem porösen, grob gesinterten Werkstoff hergestellt werden kann. Werden dabei Chromoxyde oder Chromoxydüberzüge verwendet, unter Umständen auf einer keramischen Grundlage, oder werden andere katalytisch wirksame Materialien bei der Herstellung der porös-durchlässigen Platte angewendet, so lassen sich die Reaktionsvorgänge in einer vorteilhaften Weise sowohl hinsichtlich der Reaktionsprodukte als auch der Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen und damit ein hoher Ausbrenngrad bei geringen Rückständen erreichen.
  • Bei luftverdichtenden, selbstzündendenHubkolben-Einspritzbrennkraftmaschinen mit einem im Kolben angeordneten Brennraum ist es zwar bekannt, die Brennraumwand mit einem porösen Werkstoff auszukleiden. Da hier eine filmartige Wandanlagerung des Brennstoffes auf der Brennraumwand vorgesehen ist, hat diese Auskleidung jedoch die andersartige Aufgabe, nämlich die Oberfläche der Brennraumwand unter Beibehaltung der geometrischen Konfiguration des Brennraumes zu vergrößern und damit die quantitative Brennstoffaufnahmefähigkeit der Brennraumwand zu potenzieren. Diese Auskleidung ist eine Art schwammartiger Kraftstoffspeicher mit Tiefenwirkung, der zur gegebenen Zeit Brennstoffe zur Verdampfung und Verbrennung an seine geometrische Oberfläche treten läßt.
  • Eine andere Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, daß an Stelle einer porös-durchlässigen Platte in dem Kolben ein oder mehrere parallel zur Kolbenflankenfläche verlaufende Kanäle angeordnet sind, die eine oder mehrere Einspritzöffnungen aufweisen, und radiale Öffnungen zur äußeren Begrenzungsfläche des Kolbens vorgesehen sind und daß eine Brennstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen ist, deren Mündung so angeordnet ist, daß der austretende Brennstoffstrahl den Brennstoff durch die Einspritzöffnung in die Kanäle spritzt.
  • In den Fig. 1 bis 7 sind nähere Einzelheiten über die Ausführung der Erfindung wiedergegeben. Sie nehmen Bezug auf eine 2/3-Rotationskolben-Einspritzbrennkraftmaschine, können jedoch analog auf andere Kreiskolben- und Drehkolbenmaschinen der Trochoiden-Ausführung übertragen werden.
  • Fig.1 zeigt den Querschnitt durch eine 2/3-Rotationskolben-Einspritzbrennkraftmaschine, bei welcher der Schnitt durch die Mittelebene des Kolbens gelegt worden ist und damit auch die erwähnten porösdurchlässigen Platten schneidet; Fig. 2 zeigt den gleichen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Maschine, jedoch für eine spätere Kolbenstellung; Fig. 3 zeigt den gleichen Schnitt wie Fig. 1, jedoch mit der Darstellung einer abgeänderten Brennstoffeinbringung hinter die porös-durchlässige Platte; Fig. 4 zeigt den gleichen Schnitt wie die vorstehenden Figuren mit einer abgeänderten Einspritzart für den Brennstoff unter die porös-durchlässige Platte; Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Kolben in der Ebene der Kurbelwellenachse, etwa durch die Mitte zwischen den beiden Dichtleisten, und mit Kanälen; Fig. 6 und 7 zeigen den gleichen Schnitt wie Fig. 5, jedoch mit anders gestalteten Kanälen; Fig. 8 zeigt den Aufblick auf eine der Kolbenflanken.
  • In Fig. 1 bedeutet 1 den Mantel einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine. Mit 2 ist der Kolben gekennzeichnet, der in diesem Mantel in der bekannten Art und Weise im Drehsinn des Pfeiles 9 umläuft. Die Radialdichtleisten sind jeweils mit 3 gekennzeichnet. 4 ist die Auslaßöffnung und 5 die Einlaßöffnung der Maschine. Der Kolben weist drei Flanken 6, 7 und 8 auf. In diese Kolbenflanken ist je eine porös-durchlässige Platte 10 eingebaut, die eine Einspritzöffnung 31 aufweist. Die Platte 10 ist derart angeordnet, daß ihre radiale innere Begrenzungsfläche einen Hohlraum 11 im Kolben begrenzt, wobei eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 vorgesehen ist, deren Mündung so angeordnet ist, daß der austretende Brennstoffstrahl durch die Einspritzöffnung 31 unter die Platte spritzt. Der Hohlraum 11 kann sich gegebenenfalls in Richtung entgegen dem Drehsinn des Kolbens in seinem Querschnitt verjüngen und an seinem Ende 12 eine Verbindung mit dem Verbrennungsraum 13 aufweisen. Mit 14 ist der Beginn des Hohlraumes 11 bezeichnet. Die Einspritzung erfolgt bevorzugt in einem geschlossenen Kraftstoffstrahl. 17 ist die ochsennahe Zone der inneren Mantelfläche des Mantels 1 und 32 die Düsenbohrung der Einspritzdüse 15. In Fig. 2 ist mit 16 der im Drehsinn vorlaufende Verbrennungsraum gekennzeichnet. Mit den Pfeilen 18 sind die Luftbewegungen angegeben, die zwischen dem Raum 13 und dem Raum 16 entstehen; 19 und 20 bedeuten Zündquellen, 21 eine leichte Abflachung auf der Kolbenflanke.
  • Nach der Darstellung in Fig. 3 ist eine seitliche Öffnung 22 als Zuführung zum Hohlraum 11 unter der Platte 10 vorgesehen. In Fig. 4 ist 23 eine in der Platte 10 angeordnete Verbindungsöffnung zwischen dem Hohlraum und dem Brennraum, der eine Abweisnase 24 vorgelagert ist. Mit 33 ist in Fig. 4 die Einspritzdüse bzw. die Düsenbohrung gekennzeichnet. In den Darstellungen nach den Fig. 5 bis 8 sind in dem Kolben ein oder mehrere parallel zur Kolbenflankenfläche verlaufende Kanäle 11 mit verschiedenen Querschnittsformen gezeigt. Diese Kanäle weisen eine oder mehrere Einspritzöffnungen auf. Außerdem sind radiale Öffnungen 26 bis 29 zur äußeren Begrenzungsfläche des Kolbens vorgesehen. Dabei ist die Mündung der Brennstoffeinspritzvorrichtung so angeordnet, daß der austretende Brennstoffstrahl den Brennstoff durch die Einspritzöffnung in die Kanäle 11 spritzt. Die radialen Öffnungen 26 bis 29 können in Form von Schlitzen oder Bohrungen ausgeführt sein, die längs des Kanals 11 in gleichem oder verschiedenem Abstand verteilt sind.
  • In Fig. 6 und 7 sind Ausführungsformen der Verbindungsöffnungen und deren Lage mit 27, 28 und 29 bezeichnet. Nach Fig. 8 ist eine Platte 30 an der Kolbenflanke befestigt. Die übrigen Ziffern in den Figuren sind übereinstimmend.
  • Üblicherweise ist von der dieselmotorischen Einspritzung her bekannt, daß die Düsenbohrung in einem Düsenkörper zusammen mit der Düsennadel untergebracht ist. Um den Eigenarten des Rotationskolbenmotors gerecht zu werden, kann von dieser üblichen Bauart abgegangen werden. Die Düsenbohrung 32 (Fig. 1) wird unmittelbar in den Mantel 1 eingebohrt. Die Düsennadel, welche die Düsenbohrung 32 abschließt, kann nun entweder ebenfalls ohne weiteren Zwischenkörper unmittelbar in den Mantel eingebaut oder, wie bisher üblich, in einem gesonderten Düsenkörper untergebracht werden. Durch diese Anordnung entsteht der Vorteil, daß das überschleifen der Radialleiste 3 über die Düsenbohrung unbeeinflußt von den Formabweichungen eines von außen eingeschraubten Düsenkörpers erfolgt.
  • Wenn im Mantel 1 Bohrungen oder Vertiefungen angebracht sind, besteht die Gefahr, daß im Augenblick des Überschleifens dieser Bohrungen oder Vertiefungen die vor und hinter der Radialleiste 3 unter verschiedenen Drücken stehenden Arbeitsgase eine heftige Luftbewegung hervorrufen, die zur Verletzung der Radialleiste oder zu Schwierigkeiten an den Bohrungen oder Vertiefungen führt. Je nach dem Ablauf des Arbeitsspieles in den nebeneinanderliegenden Kammern ist nun bei gewissen Stellungen des Kolbens die Druckdifferenz gleich Null oder in der Nähe von Null. Eine solche Stellung ist annähernd in Fig. 1 gezeigt, bei welcher der Raum 13 im Zustand der Verdichtung ist, während der Raum 34 sich im Zustand der Entleerung befindet. In dieser Phase durchläuft die Druckdifferenz an der Radialleiste 3 den Wert Null. Es ist verständlich, daß dieser Augenblick der günstigste ist, um die Radialleiste 3 eine Einspritzöffnung oder Vertiefung im Mantel 1 überlaufen zu lassen, da in diesem Augenblick ein Gaswechsel nicht stattfindet. Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Wenn sich der Kolben in Richtung des Pfeiles 9 bewegt, befindet sich der Raum 13 im Zustand des Verdichtungshubes. Die Geschwindigkeit der Luft ist in diesem Augenblick noch nahe ihrem Minimum. Wenn die Öffnung 31 des Kanals 11 in den Bereich der Düsenbohrung 32 kommt, beginnt die Einspritzung aus der Düsenbohrung 32, die den Brennstoff in Richtung auf den Kanal 11 befördert. Bei dieser Einspritzung werden die gleichen Methoden verwendet, wie sie aus der Einspritzung von Brennstoff bei Hubkolben-Diesel- oder -Ottobrennkraftmaschinen bekannt sind. Der Strahlcharakter und der Abspritzdruck wird den Betriebsbedürfnissen angepaßt. Infolge der Eigengeschwindigkeit des Brennstoffes, hervorgerufen durch die Druckeinspritzung, hat der Brennstoff die Tendenz, in den Kanal 11 in Richtung auf das Kanalende 12 zu laufen. Da der Kolben sich in Richtung des Pfeiles 9 dreht, wird die Brennstoffverteilung in der angegebenen Richtung durch die Drehbewegung des Kolbens vorteilhaft unterstützt. Die Verteilung des Brennstoffes kann auch erfolgreich unter voller Ausnutzung der Trägheit des Brennstoffes allein bewirkt werden, wodurch die Einspritzung durch die Düse 15 bei sehr niedrigen Drücken und niedrigen Einspritzgeschwindigkeiten, aber großem Strahlquersehnitt durchgeführt werden kann. Bei letzterer Einbringungsart wird der Kanal 11 sozusagen über den Brennstoff durch die Drehbewegung des Kolbens hinweggeschoben.
  • Im weiteren Verlauf der Drehbewegung des Kolbens nimmt der Brennstoff die Geschwindigkeit des Kolbens an, wodurch er einer Fliehkraftwirkung ausgesetzt wird. Diese Fliehkraftwirkung preßt ihn durch die porös-durchlässige Platte 10, bringt ihn dort zur Verdampfung und läßt ihn dann in den Verbrennungsraum 13 austreten. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird mit Erfolg vermieden, daß auch bei einer sehr geringen radialen Brennraumerstreckung Brennstoff in flüssiger Form an die gekühlten Wände des Mantels 1 gelangt.
  • Der weitere Verlauf der Gemischbildung findet nunmehr wie folgt statt: In Fig. 2 ist die Stellung des Kolbens gezeigt, die kurz vor dem Verdichtungsmaximum liegt. Infolge der Eigenart der Trochoidenform sind zwei Verbrennungsräume 13 und 16 vorhanden. An der achsennahen Zone 17 der Trochoide kommt eine heftige Luftbewegung zustande, da die Luft aus dem sich verkleinernden Raum 13 in den sich vergrößernden Raum 16 übergeschoben wird. Dadurch ist die Luft gezwungen, teilweise durch die porös-durchlässige Platte 10, entsprechend den Pfeilen 18, hindurchzutreten, wobei eine intensive Gemischbildung mit dem in der Platte 10 verdampften Brennstoff stattfindet. Ein Teil des Brennstoffes ist an dem Ende 12 des Kanals 11 und, bedingt durch die Fliehkraft, auch im Bereich des Raumes 13 aus der Platte 10 ausgetreten, so daß auch im Raum 13 eine Gemischbildung stattgefunden hat. Durch die Verdichtungstemperatur im Raum 13 oder durch eine etwa angebrachte Zündquelle 19 kann die Verbrennung in dem Raum 13 eingeleitet werden, wobei dadurch die Bewegung der Gasmassen durch die porös-durchlässige Platte 10 bzw. den Kanal 11 noch verstärkt wird, bis dann die Verbrennung auf den Raum 16 übergreift. Durch Anbringung einer zweiten Zündquelle 20, deren Zündwirkung zeitlich vor, gleichzeitig oder nach der Zündquelle 19 einsetzt, kann man die Strömungsvorgänge an der Einschnürung 17 beliebig beeinflussen. Durch die weitere Drehung des Kolbens wird die porösdurchlässige Platte 10 auf ihrer Gesamtlänge durch die gemischbildende Gasströmung beaufschlagt. Der Anfang und das Ende der peripherischen Erstreckung der Platte 10 ermöglichen weitgehend eine günstige Verteilung des Brennstoffes in dem gesamten langgestreckten Verbrennungsraum 13 und 16 vorzunehmen sowie das erforderliche langsame Freiwerden der Wärme in beliebiger Weise zu steuern. Durch die Abflachung 21 der Platte 10 lassen sich auch die Strömungsgeschwindigkeiten zeitlich und örtlich beliebig variieren, und es läßt sich auf diese Weise vermeiden, daß durch Drosselung zu große innere Verluste stattfinden. Die Erstreckung der porösen Platte in Richtung der Kurbelwellenachse kann verschieden groß gemacht werden, um bestimmte Zonen des Brennraumes mit mehr oder weniger Brennstoff zu versorgen. Auch die Ausbildung des Kanals 11, besonders dessen radiale und axiale Erstreckung, ist ein wirksames Hilfsmittel zur Erreichung dieses Zweckes.
  • In Fig. 3 und 4 sind andere Methoden zur Einbringung des Kraftstoffes wiedergegeben.
  • So erfolgt nach Fig. 3 die Einbringung des Brennstoffes in den Kanal 11 unter der Platte 10 nicht senkrecht, sondern parallel zur Kurbelwellenachse, und zwar oberhalb der seitlichen Radialleiste. In der gezeichneten Stellung geht die Radialleiste 3 durch das Minimum ihrer peripherischen Geschwindigkeit. Dieser Augenblick kann bevorzugt zur Einbringung des Brennstoffes in den Kanal 11 unter der porösdurchlässigen Platte 10 benutzt werden. In diesem Fall wird der Brennstoff nahezu drucklos vom Seitenteil aus in die Öffnung 22 eingebracht. Entsprechend der Drehbewegung des Kolbens in Richtung des Pfeiles 9 verteilt sich der Brennstoff nunmehr in der beschriebenen Form unterhalb der Platte 10.
  • Nach Fig. 4 erfolgt die Einbringung des Brennstoffes nicht an dem vorlaufenden Ende der Platte 10, sondern in deren Mitte. Die Düse 33 ist hier in der Nähe der achsennahen Zone der Trochoide angebracht, wobei die Platte 10 eine Öffnung 23 aufweist, durch die der Brennstoff in den Kanal 11 gelangen kann. Die Verteilung des Brennstoffes erfolgt durch die im Kanal 11 vorgesehene Abweisnase 24.
  • In Fig. 5 ist eine weitere Variante der Brennstoffverteilung gezeigt. Der Kolben ist in dieser Figur parallel zur Kurbelwellenachse geschnitten. Der Kanal 11 ist in diesem Fall unmittelbar im Kolben 2 angeordnet und als Fangrille ausgebildet, so daß der Brennstoff, der entsprechend den Möglichkeiten nach Fig. 1, 3 oder 4 eingebracht worden ist, sich unter dem Einfluß der Kolbendrehung im Kanal 11 wohl verteilen, nicht jedoch unter dem Einfluß der Fliehkraft diese Rille verlassen kann, sondern sich in den Räumen 25 sammelt. Tritt dann der in der Beschreibung zu Fig. 2 erwähnte überströmeffekt ein, dann wird der Brennstoff innerhalb des Kanals 11 durch die bei 26 eintretende und den Kanal 11 längsdurchströmende Verdichtungsluft verdampft und den Räumen 13 und 16 in der zu Fig. 2 beschriebenen Art und Weise zugeführt. Die Öffnung 26 des Kanals 11 kann in diesem Fall als ein durchgehender oder mehrfach unterbrochener Schlitz oder durch eine Anzahl von kreisrunden Verbindungsbohrungen ausgebildet sein.
  • Je nach der gewünschten axialen Verteilung kann der Kanal 11 entsprechend Fig. 6 seitliche Verteilungsbohrungen 27 besitzen oder sich entsprechend Fig. 7 in zwei und mehr Kanäle teilen, die gegebenenfalls auch von zwei verschiedenen Düsen beschickt werden können. Je nach der gewünschten Verteilungswirkung des Brennstoffes können dabei die Verbindungsbohrungen zu den Räumen 13 und 16 in den Ausbildungen 28 oder 29 ausgeführt sein. In den Bereichen der größeren Brennstoffanhäufung und des erwünschten späteren Austrittes des Brennstoffes ist die Bohrungsform 28 vorherrschend, während in den Zonen, in denen zuerst ein Brennstoffaustritt erfolgen soll, die Bohrungen entsprechend der Ausbildung 29 verwendet werden. Mit diesen Mitteln gelingt es, eine Brennstoffverteilung längs des Kolbens herbeizuführen, die der Luftverteilung und den Erfordernissen der zeitlichen Beschickung dieser Luftvolumina entspricht.
  • In den Figuren sind zur Klarheit die räumlichen Abmessungen der Kanäle in vergrößertem Maßstab gezeichnet worden. Für die praktische Ausführung lassen sie sich auf die Rückseite einer Platte einarbeiten, die dann in den Kolbenboden eingesetzt wird. Beim Einsetzen dieser Platte besteht die Möglichkeit, durch die Größe der Berührungsfläche mit dem wärmeabführenden Kolbenteil die Temperatur auf Werte zu bringen, welche die größte Verdampfungsgeschwindigkeit für die zur Verwendung kommenden Brennstoffe ergibt.

Claims (13)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Mantel und Seitenteilen, die zusammen einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein Kolben drehbar gelagert ist, der Kolbenflanken aufweist, die den Innenraum radial innen begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kolbenflanken eine porös-durchlässige oder gelochte bzw. geschlitzte Platte (10), die eine Einspritzöffnung (31 in Fig. 1 bzw. 22 in Fig. 3 bzw. 23 in Fig. 4) aufweist, derart angeordnet ist, daß ihre radiale innere Begrenzungsfläche einen Hohlraum (11) im Kolben begrenzt und daß eine Brennstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen ist, deren Mündung so angeordnet ist, daß der austretende Brennstoffstrahl den Brennstoff durch die Einspritzöffnung unter die Platte spritzt (Fig. 1 bis 4).
  2. 2. Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Mantel und Seitenteilen, die zusammen einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein Kolben drehbar gelagert ist, der Kolbenflanken aufweist, die den Innenraum radial innen begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolben ein oder mehrere in Umfangsrichtung ungefähr parallel zur Kolbenflankenfläche verlaufende Kanäle (11) angeordnet sind, die eine oder mehrereEinspritzöffnungen aufweisen,und radiale Öffnungen (26 bis 29) zur äußeren Begrenzungsfläche des Kolbens vorgesehen sind und daß eine Brennstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen ist, deren Mündung so angeordnet ist, daß der austretende Brennstoffstrahl den Brennstoff durch die Einspritzöffnung in die Kanäle spritzt (Fig. 5 bis 8).
  3. 3. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) aus einem porös gesinterten Werkstoff besteht.
  4. 4. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach denAnsprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) aus einem katalytisch wirksamen Metall oder Metalloxyd gefertigt ist oder unmittelbar einen oder mehrere örtlich verteilte katalytisch wirksame überzüge besitzt oder gänzlich oder teilweise mit einem keramischen bzw. metallischen Oxydüberzug versehen ist, auf den eine oder mehrere katalytisch wirkende Substanzen aufgebracht sind.
  5. 5. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) wärmeisoliert im Kolben (2) angebracht ist, indem ihre Auflagefläche klein bzw. unter Zwischenschaltung einer isolierenden Schicht ausgeführt ist.
  6. 6. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kanäle (11) einen nierenförmigen Querschnitt aufweisen und die radialen Öffnungen (26) zum Brennraum zum Teil in der Weise in den Kanal (11) münden, daß der unter der Fliehkraft in dem Kanal (11) befindliche Brennstoff in flüssiger Form nicht oder nur zum Teil durch die öffnungen abfließen kann (Fig. 5).
  7. 7. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Öffnungen (26 bis 29) in Form von Schlitzen oder Bohrungen ausgeführt sind, die längs des Kanals (11) in gleichem oder verschiedenem Abstand verteilt sind. B. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kanäle (11) im Drehsinn gesehen an ihrem hinteren Ende eine Öffnung (12) besitzen (Fig.
  8. 8).
  9. 9. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kanäle (11) in eine Platte (30) eingefräst sind, die auf dem Kolben (2) befestigt ist (Fig. 8).
  10. 10. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2 und einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffeinspritzvorrichtung (Düse 15) im Bereich der achsnahen Zone (17) der inneren Mantelfläche eingebaut ist und der Brennstoff gegen den Drehsinn des Kolbens (2) unter einem solchen Winkel eingespritzt wird, daß die Achse der Düsenbohrung (32) annähernd oder vollständig mit der Richtung eines Kanals (11) übereinstimmt, wobei der Einspritzvorgang so gesteuert ist, daß die Einspritzöffnung (31) am Anfang des Kanals (11) während der Einspritzung an der Düsenbohrung (32) vorbeiläuft.
  11. 11. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2 und einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (11) an seinem in Kolbendrehrichtung vornliegenden Ende eine Öffnung (22 in Fig. 3) im Seitenteil aufweist und daß der Einspritzvorgang so gesteuert ist, daß bei der Kolbenstellung, bei der die Radialleiste (3) sich im Bereich der achsnahen Zone (17) befindet, die Öffnung (22) sich in Übereinstimmung mit einer Bohrung im Seitenteil befindet, aus der in diesem Augenblick der Brennstoff eingebracht wird.
  12. 12. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2 und einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse (33) im Gehäuse (1) angebracht ist, deren Achse, die zugleich die Strahlachse ist, in ihrer Richtung mit dem kleinsten Durchmesser des Umschließungskärpers übereinstimmt, und daß der Einspritzvorgang so gesteuert ist, daß die Bohrung der Düse (33) kurz vor dem Verdichtungstotpunkt mit einer Öffnung (23 in Fig. 4) übereinstimmt, so daß Brennstoff aus der Düsenbohrung in den Kanal (11) gelangen kann.
  13. 13. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in bei Rotationskolbenbrennkraftmaschinen an sich bekannter Weise zwei Zündquellen (19, 20 in Fig. 2) beliebigen Charakters vorhanden sind, die in den Brennräumen (13 bzw. 16) angeordnet sind und zeitlich gleichzeitig oder in Phase beliebig gegeneinander verschoben zur Wirkung kommen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1017 849; USA.-Patentschrift Nr. 2 412 949.
DEM45163A 1960-04-30 1960-04-30 Rotationskolbenbrennkraftmaschine Pending DE1157846B (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEM45163A DE1157846B (de) 1960-04-30 1960-04-30 Rotationskolbenbrennkraftmaschine
GB15419/61A GB952765A (en) 1960-04-30 1961-04-28 Improvements in and relating to rotary piston internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEM45163A DE1157846B (de) 1960-04-30 1960-04-30 Rotationskolbenbrennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1157846B true DE1157846B (de) 1963-11-21

Family

ID=7305211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEM45163A Pending DE1157846B (de) 1960-04-30 1960-04-30 Rotationskolbenbrennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE1157846B (de)
GB (1) GB952765A (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTV20030089A1 (it) * 2003-06-19 2003-09-17 Orlando Canal Meccanismo per gas-dinamica azione volumetrica alterno rotativa a 60 grado, "gavara-60", per uso generale e particolarmente per motori endotermic
CN103216319B (zh) * 2013-04-01 2015-09-02 江苏大学 一种用于加快转子发动机燃烧的引火喷管、转子及发动机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2412949A (en) * 1942-09-14 1946-12-24 Kyle And Company Inc Rotary engine
DE1017849B (de) * 1955-06-07 1957-10-17 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2412949A (en) * 1942-09-14 1946-12-24 Kyle And Company Inc Rotary engine
DE1017849B (de) * 1955-06-07 1957-10-17 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
GB952765A (en) 1964-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2645908C2 (de) Dieselmotor
DE2523712C3 (de) Zweitaktbrennkraftmaschine mit Doppelkolben
DE3245780C1 (de) Fremdgezuendete,Iuftverdichtende Brennkraftmaschine
DE2348528C3 (de) Rotationskolben-Viertakt-Brennkraftmaschine
DE1157846B (de) Rotationskolbenbrennkraftmaschine
DE2609963C2 (de) Kolbenbrennkraftmaschine zum Betrieb mit einem staubförmigen Brennstoff
DE1301614B (de) Nach dem Dieselverfahren arbeitende Kreiskolbenbrennkraftmaschine
DE6912261U (de) Vorrichtung zur kraftstoffverbrennung im zylinder einer brennkraftmaschine
DE898824C (de) Verfahren zum Betriebe einer Viertakt- oder im Gleichstrom gespuelten Zweitaktbrennkraftmaschine mit scheibenfoermigem Verbrennungsraum
DE1916095A1 (de) Kreiskolben-Brennkraftmaschine
DE2049882A1 (de) Rotationskolbenbrennkraftmaschine
AT251972B (de) Rotationskolben-Einspritzbrennkraftmaschine
DE2531565A1 (de) Brennkraftkolbenmaschine
DE19923346C2 (de) Motor
DE1526308C3 (de) Luftverdichtende Einspritz-Brennkraft-Kolbenmaschine
DE2158566A1 (de) Brennkraftmaschine
DE2420947C3 (de)
DE2412363A1 (de) Drehkolbenmaschine
AT127224B (de) Brennkraft-Turbine.
DE2411079A1 (de) Mit ladungsschichtung betriebene, fremdgezuendete brennkraftmaschine
DE971928C (de) Arbeitsverfahren und Einspritzvorrichtung fuer mit UEberladung betriebene Dieselmaschinen
DE1401962C (de) Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung in eine Verdampfungskammer
AT271994B (de) Drehkolbenbrennkraftmaschine der Trochoiden-Bauweise
DE359003C (de) Verbrennungskraftmaschine mit Einspritzung zerstaeubten fluessigen Brennstoffs
DE551200C (de) Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer Vorkammer