DE1202562B

DE1202562B - Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE1202562B
Application number: DEM50937A
Authority: DE
Inventors: Ernst Schmidt
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1961-11-21
Filing date: 1961-11-21
Publication date: 1965-10-07

Description

Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung mit einem Gehäuse, bestehend aus einem feststehenden Mantel, dessen mehrbogige innere Mantelfläche im Querschnitt die Form einer mehrbogigen Trochoide aufweist und Seitenteilen, die zusammen mit dem Mantel einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein mehrbogiger Kolben drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl in einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Exzenterwelle steht, wobei im Gehäuse eine Brennkammer mit einem in der inneren Mantelfläche mündenden Eintrittskanal angeordnet ist und wobei der Kolben an seinen Ecken Radialdichtungen aufweist, die aus mindestens zwei in einem Schwenkkörper drehbar angeordneten Walzendichtungen bestehen.
Bei derartigen Maschinen bereitet die Abdichtung der Kolbenecken gegen die innere Mantelfläche der Trochoide große Schwierigkeiten. So konnten die einzelnen Gasräume der Maschine insbesondere mit den bis jetzt angewendeten Dichtleisten nicht zufriedenstellend gasdicht abgedichtet werden. Aus diesem Grunde wurde auch schon vorgeschlagen, anstelle von Dichtleisten bzw. Gleitschuh-Dichtleisten auch zwei in einem Schwenkkörper drehbar angeordnete Walzendichtungen zu verwenden. Solche Walzendichtungen haben gegenüber Dichtleisten mit Gleitreibung den Vorteil eines geringeren Verschleißes und der leichteren sowie sichereren Schmierung der inneren Mantelfläche sowie des besseren Anhaftens des Schmieröles auf den Walzen bzw. auf deren Lagerung.
Bei der Erfindung wird von einer Walzendichtung der eingangs beschriebenen Bauart ausgegangen. In Anbetracht der Eigenart dieser Maschinengattung muß dafür gesorgt werden, daß beim jeweiligen Vorbeilaufen der Walzendichtung an der Mündung des Eintrittskanals ein Gasaustausch zwischen der in Drehrichtung des Kolbens gesehen voreilenden Arbeitskammer mit hohem Verbrennungsdruck und der nacheilenden Kompressionskammer mit einem demgegenüber niedrigeren Druck vermieden wird. Hierfür würde sich aber bei der vorausgesetzten Maschinenbauart eine nur aus einer einzigen Walzendichtung bestehende Radialdichtung nicht eignen, da hier deren Abdeckfläche im Verhältnis zu dem relativ großen Mündungsquerschnitt des Eintrittskanals nicht ausreicht. Werden jedoch mindestens zwei hintereinanderliegende Walzendichtungen angewendet, so kann ein Gasaustausch zwischen den beiden Kammern erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß der Abstand zwischen den in Umfangsrichtung gesehenen, äußersten Walzendichtungen mindestens gleich der Breite der Eintrittsöffnung der Brennkammer ist.
Während also bisher durch die Anwendung zweier hintereinanderliegender Walzendichtungen, und zwar bei einer bekannten Einspritzbrennkraftmaschine ohne eine vom Arbeitsraum abgesetzte Brennkammer, lediglich der Zweck verfolgt wurde, die Abdichtwirkung als solche zu potenzieren, wird der erfindungsgemäßen Anordnung, und zwar bei einer Maschine mit einer vom Arbeitsraum abgesetzten Brennkammer, nunmehr eine zusätzliche neue und dem bisherigen Gedanken des eigentlichen Abdichtens abseitsstehende Aufgabe, nämlich die einer Art Steuerung, und zwar ähnlich einer Schlitzsteuerung bei einem Zweitakt-Hubkolbenmotor in modifizierter Form zugeordnet. Dadurch werden die Vorteile einer mehrfachen Walzendichtung mit denen eines nunmehr vermiedenen Gasaustausches in einfacher und zweckmäßiger Weise vereinigt. Dies ist insbesondere von Bedeutung für solche Rotationskolbenbrennkraftmaschinen, die ausgesprochene Schnelläufer sind, bei denen man ebenso wie bei Hubkolbenmotoren die bekannte frühere Auslaß- und Einlaßöffnung anwenden muß. Ohne eine solche Doppelrollendichtung würde aber das für eine Aufladung herangezogene aufgebaute Schwingungssystem in der Abgasleitung infolge des teilweisen überströmens der Verbrennungsgase in den Kompressionsraum gestört und in seiner Wirkung beeinträchtigt werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles zusammen mit einer möglichen Ausführung für eine solche mehrfache Walzendichtung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch zwei hintereinanderliegende, in einem Schwenkkörper drehbar gelagerte Walzendichtungen, F i g. 2 einen lotrechten Schnitt durch zwei hintereinanderliegende Walzendichtungen in einem gegenüber F i g. 1 etwas vergrößerten Maßstab.
Die in F i g. 1 dargestellte Rotationskolbenbrennkraftmaschine weist eine im Gehäuse 1 angeordnete Brennkammer 20 im Bereich der achsnahen Zone 25 mit einer in die innere Mantelfläche 2 mündenden Eintrittskanalöffnung 22 auf. In diese Brennkammer wird der flüssige Brennstoff mittels einer Düse 21 eingespritzt. Wenn nun erfindungsgemäß der Abstand a zwischen den in Umfangsrichtung gesehen äußersten Walzendichtungen 5, 6 gleich der Breite b der Eintrittskanalöffnung 22 der Brennkammer ist, können beim Überlaufen der Walzendichtungen 5, 6 in Richtung des Pfeiles 26 über die Eintrittskanalöffnung 22 keine Brenngase mehr vom Arbeitsraum 24 zum Kompressionsraum 23 übertreten. Während des überlaufens der in diesem Fall voreilenden Walzendichtung 6 über die Eintrittskanalöffnung 22 hat nämlich die zweite, nacheilende Walzendichtung 5 die Eintrittskanalöffnung 22 noch nicht erreicht, so daß also beide Räume 24 bzw. 23 immer noch gegenseitig vollständig abgedichtet sind. Wenn dann die nacheilende Walzendichtung 5 die Eintrittskanalöffnung 22 gegen den Kompressionsraum 23 freigibt, hat die voreilende Walzendichtung 6 die Eintrittskanalöffnung 22 bereits überlaufen, so daß die beiden Räume 24 bzw. 23 wiederum gegenseitig abgedichtet sind. Auf diese Art ist es auch möglich, den Auslaß- und ebenso den Einlaßkanal 18 bzw. 19 entsprechend anzuordnen. Schließlich sind mit 3 der Kolben und mit 4 die drei Kolbenecken bezeichnet.
In F i g. 2 ist mit 1 wiederum das feststehende Gehäuse der Rotationskolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, dessen innere Mantelfläche 2 hier wiederum im Querschnitt die Form einer zweibogigen Trochoide aufweist. Der Kolben 3 hat hier ebenso wie in der Darstellung nach F i g. 1 die Form eines gleichseitigen Bogendreieckes. Jede der drei Kolbenecken weist zwei hintzreinanderliegende Walzendichtungen 5, 6 auf, die beim Drehen des Kolbens in Richtung des Pfeiles 26 auf der inneren Mantelfläche 2 abrollen. Die W alzerdichtungen 5, 6 sind in Mulden 7 and 8 eines Schwenkkörpers 9 drehbar angeordnet. Der Drehpunkt 11 des Schwenkkörpers 9 liegt hierbei auf der Radialebene 12 des Kolbens 3. Zwischen den Walzendichtungen 5, 6 ist ein Steg 13 angeordnet, um ein gegenseitiges Berühren und damit ein Reiben zweier Walzendichtungen zu vermeiden. Der Kolben 3 weist einen mit Öl gefüllten Hohlraum 14 auf. Die Ölfüllung 16 steht unter dem Druck einer hier nicht weiter dargestellten Druckölpumpe. Außerdem unterliegt die Ölfüllung den bei der Drehung des Kolbens auftretenden Fliehkräften. Damit nun bei den jeweils auftretenden Fliehkräften eine richtig. dosierte Schmierung der Walzendichtungen erreicht wird, ist der Verbindungskanal 15 zwischen der Schwenkkörperlagerung 10 und dem ölraum 14 mit einem porösen Körper 17 ausgefüllt. Die Schmierung der Walzendichtungslagerung kann in analoger Weise durchgeführt werden. Auf die Walzendichtungen wirken in deren Achsrichtung, d. h. von oben her im Bereich des Pfeiles 27, Gaskräfte. Da nun der Schwenkkörper 9 mit Spiel (in F i g. 2 linksseitig sichtbar) gelagert ist, dringen die Gase in den Spalt ein, so daß die Walzendichtungen teils durch die Gaskräfte und teils durch die im Bereich des Pfeiles 28 wirkenden Flieh- und Trägheitskräfte gegen die innere Mantelfläche 2 angedrückt werden und so ein sicheres Abdichten gewährleistet ist.

Claims

Patentanspruch: Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung mit einem Gehäuse, bestehend aus einem feststehenden Mantel, dessen mehrbogige innere Mantelfläche im Querschnitt die Form einer mehrbogigen Trochoide aufweist und Seitenteilen, die zusammen mit dem Mantel einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein mehrbogiger Kolben drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl in einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Exzenterwelle steht, wobei im Gehäuse eine Brennkammer mit einem in der inneren Mantelfläche mündenden Eintrittskanal angeordnet ist und wobei der Kolben an seinen Ecken Radialdichtungen aufweist, die aus mindestens zwei in einem Schwenkkörper drehbar angeordneten Walzendichtungen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen den in Umfangsrichtung gesehenen äußersten Walzendichtungen mindestens gleich der Breite (b) der Eintrittsöffnung (22) der Brennkammer ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 563 912.