DE1272621B - Luftgekuehltes Gehaeuse fuer eine Kreiskolben-Viertakt-Brennkraftmaschine - Google Patents

Luftgekuehltes Gehaeuse fuer eine Kreiskolben-Viertakt-Brennkraftmaschine

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DE1272621B
DE1272621B DEN25112A DEN0025112A DE1272621B DE 1272621 B DE1272621 B DE 1272621B DE N25112 A DEN25112 A DE N25112A DE N0025112 A DEN0025112 A DE N0025112A DE 1272621 B DE1272621 B DE 1272621B
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DE
Germany
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housing
unit
cooling
area
side parts
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DEN25112A
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English (en)
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Hans-Georg Zimmermann
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Wankel GmbH
Audi AG
Original Assignee
Wankel GmbH
NSU Motorenwerke AG
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Publication date
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    • 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
    • F02B55/08Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F02B55/10Cooling thereof
    • F02B55/12Cooling thereof by air or other gas
    • 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

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

Description

  • Luftgekühltes Gehäuse für eine Kreiskolben-Viertakt-Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein luftgekühltes Gehäuse für eine Kreiskolben-Viertakt-Brennkraftmaschine, die aus zwei gleichen koaxial angeordneten, jedoch um 180' gegeneinander verdrehten Einheiten besteht und deren Gehäuse je Einheit aus zwei parallelen Seitenteilen und einem dazwischenliegenden Mantel zusammengesetzt und senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, welche für jede Einheit einen Exzenter als Lagerung für einen mehreckigen, drehbaren Kolben aufweist, der zusammen mit dem zugehörigen Mantel mehrere Arbeitskammern begrenzt, in denen die einzelnen Arbeitstakte stets jeweils im gleichen Gehäusebereich stattfinden, was am Gehäuse jeder Einheit einen heißen und einen kalten Bereich zur Folge hat, und wobei die Seitenteile und die Mäntel an ihrem Umfang im wesentlichen axial verlaufende Kühlrippen aufweisen, die zusamen mit einer Ummantelung axial von Kühlluft durchströmte Kühlkanäle bilden.
  • Axial verlaufende Kühlrippen und die entsprechende axiale Führung der Kühlluft haben sich bei Kreiskolbenmaschinen der beschriebenen Bauart gegenüber in Umfangsrichtung verlaufenden Kühlrippen und der Führung der Kühlluft quer zur Achse als vorteilhaft erwiesen, da sie bei gleicher bzw. sogar größerer möglicher Kühlfläche größere freie Querschnitte für die durchströmende Kühlluft ermöglichen und somit gleiche bzw. größere Kühlleistungen bei kleinerer Gebläseleistung möglich machen. Schwierigkeiten bereitet bei einem derartigen Aufbau auf Grund der über den Umfang des Gehäuses sehr unterschiedlichen Wärmeverteilung dessen gleichmäßige Kühlung. Bei aus zwei oder mehr Einheiten aufgebauten Kreiskolben-Brennkraftmaschinen ergibt sich darüber hinaus noch die Schwierigkeit, trotz der, in Durchströmungsrichtung der Kühlluft gesehen, von Einheit zu Einheit ständig steigenden Kühllufttemperatur die gleichmäßige Kühlung der Gehäuse der in Durchströmungsrichtung hintereinanderliegenden Einheiten sicherzustellen.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einer Zweifach-Kreiskolben-Viertakt-Brennkraftmaschine eine gleichmäßige Kühlung der Gehäuse der in Durchströmungsrichtung hintereinanderliegenden Einheiten mit kleiner Gebläseleistung zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen den axial verlaufenden Kühlrippen im kalten Bereich, in Umfangsrichtung gesehen, ein ganzes Vielfaches des Abstandes zwischen den Kühlrippen im heißen Bereich beträgt und daß jede Kühlrippe im kalten Bereich des Gehäuses der einen Einheit mit einer Kühlrippe im Iheißen Bereich des Gehäuses der anderen Einheit fluchtet und in wärmeleitender Verbindung steht. Durch diesen Vorschlag wird erreicht, daß die von den Kühlrippen gebildeten Kühlluftkanäle sich ohne Umlenkungen axial durch die ganze Maschine erstrecken und daß durch die wärmeleitende Verbindung zwischen den axial hintereinanderliegenden Kühlrippen eine Wärmeübertragung von den betreffenden Kühlrippen im heißen Bereich der einen Einheit auf die Kühlrippen im kalten Bereich der anderen Einheit stattfindet. Da hierdurch einerseits der Strömungswiderstand gering ist und andererseits eine große effektive wärmeabgebende Oberfläche im heißen Bereich der Einheiten geschaffen ist, kann eine ausreichende Kühlung aller Gehäuseteile mit relativ geringer Gebläseleistung erreicht werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt gemäß Linie A -A in F i g. 2 durch eine aus zwei Einheiten bestehende Kreiskolben-Viertakt-Brennkraftmaschine, F i g. 2 einen Querschnitt gemäß Linie B-B in F i g. 1 und F i g. 3 einen Querschnitt g emäß Linie C-C in F i g. 1.
  • In F i g. 1 ist eine aus zwei Einheiten EI, E2 bestehende Kreiskolben-Brennkraftmaschine gezeigt, deren Gehäuse je Einheit aus einem Mantel 2 bzw. 5 und zwei Seitenteilen 3, 4 bzw. 6, 7 zusammengesetzt und senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle 9 durchsetzt ist, wobei die Gehäuse der beiden Einheiten EI. E2 um 1801 zueinander gedreht und mit durchgehenden Schrauben zusammengehalten sind. Die Exzenterwelle 9 ist in den außenliegenden Seitenteilen 3, 7 gelagert und weist je Einheit einen Exzenter 10 auf. Auf jedem der Exzenter 10, die gleiche Exzentrizität und Achsenlage haben, ist ein dreieckiger Kolben 11 gelagert, dessen Drehzahl durch ein Getriebe, das jeweils aus einem am Kolben 11 befestigten Hohlrad 14 und einem an einem Seitenteil 3 bzw. 7 befestigten Ritzel 15 besteht, im Verhältnis von 1 : 3 zur Drehzahl der Exzenterwelle 9 steht.
  • Jeder der Kolben 11 begrenzt, wie in F i g. 2 gezeigt, mit dem zugehörigen Mantel 2 bzw. 5 drei volumenveränderliche Arbeitskammern 16, die durch an den Kolbenecken angeordnete Radialdichtungen 12 und an den Kolbenstimflächen angeordnete Stimflächendichtungen 13 voneinander getrennt sind. In jeder dieser Arbeitskammern 16 läuft bei der Drehung des Kolbens 11 in Drehrichtung D ein Viertaktprozeß ab, dessen einzelne Takte stets im gleichen Bereich des Gehäuses jeder Einheit E, bzw. E, stattfinden. Dadurch ergibt sich für das Gehäuse jeder Einheit ein kalter Bereich K, in dem der Ansaug- und Verdichtungstakt vor sich geht und ein heißer Bereich H, in dem die Zündung, der Verbrennungs- und der Auspufftakt stattfinden, wobei jeweils der heiße Bereich der einen Einheit dem kalten Bereich der anderen Einheit benachbart ist.
  • Im Ausführungsbeispiel ist wie Fi g. 3 zeigt, für beide Einheiten ein gemeinsamer, zwischen den beiden Seitenteilen 4, 6 angeordneter Einlaßkanal 17 vorgesehen, durch den das Arbeitsmedium über eine in den Seitenteilen 4, 6 angeordnete Ausnehmung 19, deren Kontur etwa der inneren Grenzkurve der von den Stimflächendichtungen 13 überschliffenen Fläche entspricht und die durch die Stirnflächendichtungen 13 gegenüber den Arbeitskammern 16 abgedichtet ist, in Hohlräume 20 in den Kolben 11 gelangt. über eine für jede Einheit E, bzw. E, in dem jeweils außenliegenden Seitenteil 3 bzw. 7 angeordnete Aussparung 22, die von den Stirnflächendichtungen 13 übersteuert wird, wird der Kolbenhohlraum 20 mit der jeweils im Ansaugtakt befindlichen Arbeitskammer verbunden. Für den weiteren Ablauf des Viertaktprozesses sind im Mantel 2 bzw. 5 eine Zündkerze 23 und ein Auslaßkanal 25 angeordnet.
  • Zur Kühlung des Gehäuses sind an den Umfangsflächen der Mäntel 2, 5 und an den durch ringförmige Fortsätze 8 verbreiterten Umfangsflächen der Seitenteile 3, 4; 6, 7 axial verlaufende Kühlrippen T bis 7' angeordnet, die zusammen mit einer für jedes Gehäuseteil vorgesehenen Ummantelung 2" bis 7" Kühlkanäle 26 bilden, die sich axial durch die ganze Maschine erstrecken. An ihren außenliegendenSeitenflächen weisen die Seitenteile 3, 4; 6, 7 rippenförmige Versteifungen 24 auf, die in die ringförmigen Fortsätze 8 einmünden und durch die eine gute Wärmeableitung aus den Seitenteilen auf die ringförinigen Fortsätze 8 und eine gleichmäßige Wärmeverteilung über die ganze Fläche jedes Seitenteils erreicht wird.
  • Von dem auf der Exzenterwelle 9 angeordneten Axialgebläse 28 wird ein axialer Kühlluftstrom erzeugt, der durch Leitschaufeln 29 im Gehäuse der gebläse* nächsten Einheit Ei in die Kühlkanäle 26 geleitet wird. Entsprechend dem verschieden großen Kühlluftbedarf im jeweiligen kalten und heißen Bereich des Gehäuses jeder Einheit Ei bzw. E, ist, in Umfangsrichtung gesehen, für den kalten Bereich K ein weiter und für den heißen Bereich H ein engerer Rippenabstand gewählt. Um dabei trotz der Verdrehung der Gehäuse der beiden Einheiten E, und 4 um 1801 zueinander Umlenkuhgen der Kühlkanäle 26 zu vermeiden, beträgt der Abstand zwischen den Kühhippen im kalten Bereich K ein ganzes Vielfaches, im Ausführungsbeispiel ein Zweifaches des Abstandes zwischen den Kühlrippen im heißen Bereich H, wodurch sich im übergang vom kalten Gehäusebereich K der einen Einheit E, bzw. E2 zum heißen Gehäusebereich der anderen Einheit E, bzw. E, lediglich eine Unterteilung der Kühlkanäle 26 ergibt, da jede Kühlrippe im kalten Bereich K des Gehäuses der einen Einheit mit einer Kühlrippe im heißen Bereich H des Gehäuses der anderen Einheit fluchtet. Durch diese Anordnung der Kühlrippen T, 7' läßt sich eine gleichmäßige Temperatur aller Gehäuseteile der beiden Einheiten E, und E, bei geringem, über den ganzen Umfang gleichem Strömungswiderstand erreichen. Die miteinander fluchtenden Kühlrippen stehen in wärmeleitender Verbindung, wodurch eine Wärmeübertragung von den Kühlrippen des heißen Bereiches der einen Einheit auf die Kühlrippen des kalten Bereiches der anderen Einheit stattfindet.
  • Zur Kühlung der in der Mitte liegenden Seitenteile 4, 6 kann es notwendig sein, den zwischen den Seitenteilen 4, 6 eingeschlossenen Ringraum 30 direkt zu belüften. Dies kann über in den ringförinigen Fortsätzen 8 angeordnete Aussparungen geschehen. In verstärktem Maße wird dies erreicht, wenn die Kühlluft in den Ringraum 30 über Lufttrichter 35, die in die Kühlkanäle 26 hineinragen, hineingedrückt wird. Die Kühlluft kann durch Kanäle 36 ins Freie austreten. In F i g. 3 ist eine besondere Kühlanordnung für die Auspuffrohre 31 angedeutet, die aus einer die Auspuffrohre umschließenden Unimantelung 32 besteht und die, was aus der Zeichnung nicht hervorgeht, direkt an das Gebläse 28 anschließt und dort einen Kühlluftstrom abzweigt.
  • Auf der Exzenterwelle 9 sind zu beiden Seiten der Maschine Ausgleichsschwungmassen 34 und im Innenraum des Axialgebläses 28 eine Zündeinrichtung 33 angeordnet. Ist bei der Maschinenkonstruktion das Motorgewicht von besonderer Bedeutung, so können, unter Verzicht auf den geringstmöglichen Ungleichförmigkeitsgrad, die Ausgleichsschwangmassen 34 bei gleichzeitiger Verdrehung der beiden Exzenter 10 um 1801 zueinander verringert werden. Die Zündung erfolgt dann bei jeder vollen Umdrehung der Exzenterwelle, in beiden Einheiten El, E, zur gleichen Zeit.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Luftgekühltes Gehäuse für eine Kreiskolben-.Viertakt-Brennkraftmaschine, _ die aus zwei gjeichen koaxial angeordneten, jedoch um 1801 ge-. geneinander verdrehten Einheiten besteht und deren Gehäuse je Einheit aus zwei parallelen Seitenteilen und einem dazwischenliegenden Mantel zusammengesetzt und senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, welche für jede Einheit einen Exzenter als Lagerung für einen mehreckigen drehbaren Kolben aufweis4 der zusammen mit dem zugehörigen Mantel mehrere Arbeitskammern begrenzt, in denen die einzelnen Arbeitstakte stets jeweils im gleichen Gehäusebereich stattfinden, was am Gehäuse jeder Einheit einen heißen und einen kalten Bereich zur Folge hat, und wobei die Seitenteile und die Mäntel an ihrem Umfang im wesentlichen axial verlaufende Kühlrippen aufweisen, die zusammen mit einer Ununantelung axial von Kühlluft durchströmte Kühlkanäle bilden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den axial verlaufenden Kühlrippen im kalten Bereich (K), in Umfangsrichtung gesehen, ein ganzes Vielfaches des Abstandes zwischen den Kühlrippen im heißen Bereich (H) beträgt und daß jede Kühlrippe (V, X, 4' bzw. 5', 6', 7') im kalten Bereich (K) des Gehäuses der einen Einheit (E, bzw. E2) mit einer Kühlrippe (5, 6', 7' bzw. T, X, 4') ün heißen Bereich (H) des Gehäuses der anderen Einheit (E, bzw. E,) fluchtet und in wärmeleitender Verbindung steht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1144 052; französische Patentschriften Nr. 1325 276, 1306522.
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